DE2239798A1

DE2239798A1 - Fuer wechselgetriebe bestimmte synchronisierungs- und kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2239798A1
Application number: DE2239798A
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P Antrag
Original assignee: Societe Anonime de Vehicules Industriels et dEquipements SA SAVIEM
Current assignee: Societe Anonime de Vehicules Industriels et dEquipements SA SAVIEM
Priority date: 1971-08-13
Filing date: 1972-08-12
Publication date: 1973-03-01
Also published as: GB1402451A; DE2239798B2; DE2239798C3; SE383398B; IT963875B; FR2149603A5

Description

PATENTANWÄLTE 8902 GBggingen bei Augsburg, den 11. AugUS t 1972

von-Eichendorff-StraBe 10

dr. ing. E. LIEBAU

S- I IC-CDAIl Unser Zeichen Dr.Lb/p S 8842

DIPL. ING. VJ. LJ fc. B ALJ (Bei Rückantwort bitte angeben)

Ihr Zeichen

SOCIETE ANONYME DE VEHICULES INDUSTRIELS ET D·EQUIPEMENTS MECANIQUES SAVIEM 8, quai Gallieni,

Suresnes (Hauts de Seine) Frankreich

Patentanmeldung

Für Wechselgetriebe bestimmte Synchronisierungs- und

Kupplungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Synchronisierungsvorrichtung, mit der zwei um ein und dieselbe Achse drehbare Organe, etwa ein leer laufendes Zahnrad eines Wechselgetriebes und eine Schiebemuffe, durch einen Kupplungsvorgang starr miteinander verbunden werden.

Es ist bekannt, daß es zur Vermeidung von stoßen auf die Klauen der Kupplung erforderlich ist, die Drehzahlen der beiden Organe einander anzugleichen und die MöglichTceit auszuschließen, daß die Kupplungsvorrichtungen ineinander . greifen, bevor die Synchronisierung vollzogen ist.

Um das Eingreifen der Kupplungen vor dem Abschluß der Synchronisierung zu verhindern, wird im allgemeinen ein erstes, axial verschiebliches Verriegelungsorgan verwendet, das sich zusammen mit einem zweiten Verriegelungsorgan der Vorrichtung zu drehen vermag. Das zweite Verriegelungsorgan

relegr.-Adr.: ELPATENT — Augsburg Postscheckkonto München 86510 Deutsche Bank AG Augsburg Kto.-Nr. 08/34

^. ^ _ Bankleitzahl 720 700 01

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muß in Berührung mit dor ^geordneten Fläche des leer auF seiner fragwelle umlaufenden Zahnrads gebracht werden.

Um den Raumbedarf der Vorrichtung in axialer "Richtung zu verkleinern, ,i ^t das erste Verriegelungsorcnn bereits in Form einer Schal.tmuf.fe mit einer ersten Verzahnung ausgeführt worden, die von der Antriebswelle der Einrichtung angetrieben wurde und einer zweiten Verzahnung mit Sperr- und Verriegelungsflächen, die mit der Kupplungsverzahnung des zu synchronisierenden Zahnrads zusammenwirken soll. Erste und zweite Verzahnung liegen koaxial und konzentrisch zueinander und sind in radialer Richtung gegeneinander versetzt.

Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, die Schaltmuffe auf dem zweiten Verriegelungs-und Synchroni sierungsorgan anzubringen. Das zweite Verriegelungsorgan besteht aus zwei symmetrischen Teilen, die vorzugsweise miteinander verschweißt sind. Das zweite Verriogelungs- und Synchronisierungsorgan besitzt äußere Komisflächen, die durch Reibung mit entsprechenden konischen Flächen an dem auf der Welle leer laufenden und die Kupplungsklauen aufweisenden drehbaren Organ zusammenarbeiten.

Um zu verhindern, daß die Schaltmuffe sich vor dem Ausgleich der Drehzahlen des antreibenden und des angetriebenen Teils der Vorrichtung in Richtung auf die Kupplungsklauen bewegt, bemüht man sich, eine anfängliche Verdrehung der Verzahnung des zweiten Verriegelungsorgans herbeizuführen; daher werden die Flanken der Verzahnung des zweiten Verriegelungsorgans in die Bewegungsbahn der Schaltmuffe gebracht und verhindern die Axialverschiebung dieser Schaltmuffe, solange ein Unterschied zwischen den Drehzahlen des zweiten Verriegelungsorgans und des zu synchronisierenden Zahnrads besteht.

Die Verdrehung des zweiten Verriegelungsorgans wird durch

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den Kontakt der Flanken der Schaltmuffe mit einer Feder . variabler Spannung herbeigeführt. Diese Feder läßt sich in axialer Richtung mit dem Verriegelungsorgan unter dem Einfluß einer von der Schaltmuffe ausgeübten Axialkraft verschieben. " ' ·

Da das zweite Verriegelungsorgan zwei symmetrisch zu einer Mittelachse angeordnete Reibungskegel aufweist, ist es sehr schwierig, eine neutrale Stellung dieses Verriegelungsorgans ohne das Auftreten einer Anfangsreibung der Kegel zu erreichen.

Das Ziel der Erfindung ist es, eine S}n!chronisierungsvorrichtung zu entwickeln, bei der die Neutralstellung des zweiten Verriegelungsorgans durch die vereinigte Wirkung der Schaltmuffe und der Feder mit variabler Federspannung erreichbar ist. Zu diesem Zweck soll die Feder gegen einen Anschlag an einem Schulterteil des zweiten Verriegelungsorgans gesetzt werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung, bei der dieFeder mit variabler Federspannung nach dem Entkuppeln der Schaltmuffe automatisch an ihren Platz an dem Schulterteil gebracht wird. Zu diesem Zweck erhält das zweite Verriegelungsorgan eine konische Ausnehmung, deren Öffnung in Richtung auf die zugehörige, der Ni^etralstellung der Schaltmuffe entsprechende Querebene weist.

Als drittes Ziel der Erfindung ist die Entwicklung einer Vorrichtung zu betrachten, bei der die Reibungsfläche des' zweiten Verriegelungsorgans in einer Anfangslage stabil gehalten ist, die frei von jeglicher Reibung mit der zugeordneten Fläche des zu synchronisierenden Zahnrads ist und zwar wenn die Schaltgabel der Schaltmuffe sich in der Leer-" laufstollunn befindet.

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BAD ORIGINAL

Die erPindimgsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß da ς zweite Verriegelungsorgan zwei mit symmetri sehen kegelstumpfartigen Auflagern ausgestattete Ausnehmungen aufweist, deren Öffnung gegen dieQuerebene gerichtet ist, die derPuhelage des ersten Verriegelungsorgans entspricht und daß das erste Verriegelungsorgan in dieser Lage von jeder konischen Auflagerfläche durch eine der Federn getrennt ist, die sich an einem Absatz der kegelstumpfartigen Ausnehmungen abstützt.

Weiter·? Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen, die folgendes darstellen:

Fig.1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung;

Fig.2 eine Teilansfcht des ersten Verriegelungsorgans von vorn;

Fig.3 eine Teilansicht der Vorrichtung von außen;

Fig. 4 bis 6 Teilansichten von außen, zu vergleichen mit den Fi guren 1 , 7, 8;

Fig.7 und 8 Teilansichten im Schnitt, aufeinanderfolgende Arbeitsphasen der vorrichtung nach den Figuren 4 und

Bei der beispielshalber in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform bezeichnet 1 die Getriebehauptwelle und 2, 2¹ sind zwei Zahnräder, die auf der Welle 1 leer umlaufen, gegenüber dieser V/elle aber axi alunverschi ebli ch sind.

Mit Keilwellennuten ist auf der Welle 1 eine Nabe 3 angeordnet, auf deren Umfangsflache gleichmäßig verteilt Nuten 4 vorgesehen sind. Eine das erste Verriegelungsorgan darstellen-

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de Schiebemuffe 5 v/eist Klauen 6 auf, die in die Nuten 4 der Nabe 3 eingreifen; mittels einer Schaltgabel 7 läßt sich die Schiebemuffe in axialer Richtung verlagern. Die Schiebemuffe 5 weist außerdem eine radiale Verzahnung auf, die seitlich durch Schrägflächen 8a, 8b begrenzt ist. Das Zahnrad 2 besitzt einen kegelförmigen Vorsprung 9 mit einer Konusfläche 10. An seiner Spitze besitzt der kegelförmige Vorsprung Kerben 11, die als Kupplungsklauen wirken und deren Zahl gleich der Zahl der Klauen 8 in der Schiebemuffe oder einem Vielfachen der Zahl dieser Klauen ist.

Auf der formschlüssig mit der Welle 1 verbundenen Nabe 3 ist das zweite Verriegelungsorgan 12, ein Synchronisierungskonus, dessen Konusfläche 13 der Fläche 10 des kegelförmigen Vorsprungs' 9 zugeordnet ist, mittig angeordnet.

Das zweite Verriegelsungsorgan 12.besitzt axial verlaufende Pührungsflachen p, die die höchsten Stellen der Nuten 4 der Nabe 3 berühren.

Der Synchronisierungskonus 12 läßt sich in axialer Richtung gegenüber der Welle 1 frei verschieben und kann in Drehrichtung hin und her schwingen.

Im äußeren Teil des Konus 12 sind Einkerbungen 16 vorgesehen, deren Zahl gleich der Zahl der Klauen 8 der Schiebemuffe 5 ist. Die Einkerbungen sind so angeordnet, daß.die Klauen 8 in einer bestimmten Lage der Schiebemuffe 5 in entsprechende Teile dieser Einkerbungen eingreifen können.

In eine Ausnehmung des zweiten Verriegelungsorgans 12 ist beiderseits der Schiebemuffe 5 eine Feder eingebaut, etwa eine gespaltene Ringfeder 18, die sich zusammenziehen kann, wobei sie in der genannten Ausnehmung geführt bleibt.

Die Einkerbungen 16 weisen in ihrem Mittelabschnitt Schräg-

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flächen 20 auf, die komplementär zu den Schrägflächen 8a_t 8b der Klauen 8 sind. Der Eingang der Kerben 11 des kegelförmigen Vorsprungs 9 weist ebenfalls Schrägflächen 22 auf, die den Schrägflächen 8a, 8b der Klauen 8 entsprechen.

Die Synchronisierungsvorrichtung für das Eingreifen der Klauen 8 der Schiebemuffe 5 in die Kerben 11 des kegelförmigen Kupplungsvorsprungs 9 arbeitet folgendermaßen:

- Leerlaufstellung:

Die Figuren 1 und 3 lassen erkennen, dftß die Komisflächen des zweiten Verriegelungsorgans 12 keinen Kontakt mit den Kegelflächen 10 für die synchronisierung der die Kupplungsklauen tragenden Kegelteile 9 haben.

- Sperren:

Fig. 7 zeigt, daß, wenn der Fahrer des Fahrzeugs oder der Benutzer der mechanischen Einrichtung das leerlaufend Zahnrad 2 drehfest mit der Welle 1 zu verbinden beabsichtigt, in an sich bekannter Weise dieSchiebemuffe 5 in Pichtung des Pfeils F verschoben wird. Die Seitenfläche der SchiebemuPfe verschiebt die Feder 18, die sich gegen den Ansatz der konischen Auflagefläche 25 im Hohlteil des zweiten Verriegelimgsorgans stützt.

Der Unterschied zwisehen der Drehzahl VI des zweiten Verriegelungsorgans 12, das mit der Welle 1 über die Schiebemuffe 5 verbunden ist, die in die Einkerbungen 16 und in die Nuten 4 der Nabe 3 eingreift und der Drehzahl V2 der leer laufenden Zahnrads 2 führt zu einer Verdrehung des zweiten Verriegelungsorgans 12 in dem Sinne, daß die Klauen sich gegen die Schrägflächen 20 der Einkerbungem6 legen; die Verdrehung erfolgt in dichtung der relativen Drehung der Wellei gegenüber dem einzukuppelnden Zahnrad 2, hier durch den Pfeil f für die Kupplung 9 angedeutet (Fig. 4).

Aus diesem Grunde stellen sich die Schrägflächen 20 der Einkerbungen 16 des zweiten Verriegelungsorgans und die Schräg-

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flächen 8a der Verzahnung 8 der Schiebemuffe einander gegenüber, wie es inFig. 4 angedeutet ist. <

Die Sperrphase ist erreicht, d.h. daß die Schiebemuffe nicht mehr in Richtung auf das leerlaufende Zahnrad 2 vorzurücken vermag ohne daß die Vorderfläche ihrer Verzahnung 8 sich gegen die Schrägflächen 20 des zweiten Verriegelungsorgans legt. Die Verzahnungsschrägflächen haben, wie an sich üblich, die gleiche Neigung.

- Beendigung der Sperre:

Die Figuren Λ und 7 zeigen, daß mit fortschreitender Verschiebimg der Schiebemuffe 5 gegen das Zahnrad 2 der Drehzahlunterschied VI - Vi⁵ dazu führt, daß sich die Verzahnung 8 gegen die Flanken 17 legt, die die Größe der Einkerbungen 16 am Umfang des Organs 12 begrenzen.

An dem Organ 12 greift nun über die konische Flache eine Kraft an, die von dem Verschiebungswiderstand der Feder 18 abhängt«

Wie bei allen Sperrsynchronisierungen kann die Schiebemuffe ihre Verlagerung in dichtung auf das Zahnrad 2 erst fortsetzen, wenn die Übereinstimmung der Drehzahlen des Organs und des Zahnrads 2 herbeigeführt ist.

- Synchronisierung:

Die vollständige Synchronisierung erfolgt in üblicher \-7eise. Die Neigung der /Vbstützflachen, die von den Schrägflächen 8a und 20 dargestellt werden, bewirkt, daß jedes Reibungsmoment das durch die Berührung zwischen den Kegelflächen 10, 13 verursacht wird, eine axiale Sperre bewirkt, die der Vortriebskraft der Schiebemuffe entgegenwirkt. Die Bewegung der Schaltmuffe in Richtung auf das leerlaufende Zahnrad wird somit unterbunden, solange die Gleicheit der Drehzahlen zwischen dem zweiten Verriegelungsorgan und dem Zahnrad 2 nicht herbeigeführt i st„

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Wie in don Figuren 5, 6, 8 dargesta.lt, erfolgt, sobald diese Synchroni sierung herbeigeführt ist, d.h., daß das errnhnte Pen bungsmoment und die erv/ähnte axiale Sperrung anPaehoben sind, da ο Entriegelung der Synchroni siereinrlchtuna in an sich bekannter Weise durch eine Verdrehung des Organs 12 in Richtung entgegen dem Pfeil f und die Schiebemuffe 5 kann,ihren Weg ungehindert fortsetzen und ihre Klauen 8 in die Kupplungsklauen 11 eingreifen lassen, \vobei deren Schrägflächen dieses Ineinandergreifen erleichtern.

Es ist zu beachten, daß bei dem Kupplungsvorgan die Feder an ihrer Auflagefläche 25 geführt bleibt, wobei der Durchmesser kloin^r v/ird.

Beim Entkuppeln ermöglicht die geneigte Ebene der Auflagefläche 25 die Dehnung der Feder 18 und ihre Rückführung an den Ansatz ?4. Da die Schiebemuffe und ihre Schaltgabe] auch in Loorlaufstellung in an sich bekannter Welse mit einem nicht gezeichneten Riegel arbeiten, kann man eine genaue, stabile und reibungsfrei ο Stellung des zuzeiten Verriegelungsorgans 12 unter der Wirkung der Federn 18 erhalten, die in ihre Ruhelage an dem Ansatz 24 zurückgekehrt sind.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

( 1 .JFü

ür YJechselgetriebe bestimmte Synchroni si erungs- und ν y

—* Fi ipp lungs vorrichtung, die. zur wahlweisen Verbindung einer Welle mit einem von zwei auf der Helle leer "laufenden Zahnrädern dient, wobei jedes dieser Zahnräder mit einem radialen Portsatz inForm eines kegelförmigen Vorsprungs versehen ist, an dessen Rande Kupplungsklauen angebracht sind, die entsprechende Klauen eines ersten, axial vprnchieblichen Verriegelungsorgans aufnehmen können, welcher kegelförmige Vorsprung außerdem eine konische Ren "bungs fläche aufweist, die in Eingriff gebracht werden kann mit der entsprechenden Reibungsfläche eines zweiten Verriegelungsorgans, das Randeinkorbimqen besitzt, die seitlich durch Schrägflächen begrenzt sind und die den Klauen des ersten Verriegelung sorg ans angepaßt und beiderseits der Mittellage des genannten ersten Verriegelungsorgans angeordnet sind, wobei das genannte erste Verriegelungsorgan außerdem aenen eine Gegenkraft, die von an seinen beiden Seiten angeordneten Federn ausgeübt wird, axial verschiebbar ist, ' ■

dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verriegelungsorgan )12) zwei mit symmetrisehen kegelstumpfartigen Auflagern (25) ausgestattete Ausnehmungen aufweist, deren Öffnung gegen die Querebene gerichtet ist, die der Ruhelage des ersten Verriegerungsorgans (5) entspricht und daß das erste Verriegelungsorgan in dieser Lage von jeder konischen Auflagerfläche durch eine der Federn (18) getrennt ist, die sich an einem Absatz (24) der kegelstumpfartigen Ausnehmung abstützt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verriegelungsorgan (12) zwei Führungsflächen

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(ρ) auf v/eist, die sich in an sich bekannter Weise auf der Spitze der Verzahnungen der Nabe (3) abstützen, die das ernte Verriegelungsorgan (5) antreibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Feder (18) die sich gegen den Absatz (2.A) der kegelstumpfförmigen Ausnehmung des zweiten Verriegelung⁰— organs (12) stützt, aus einem elastischen, gespaltenen und dehnbaren Ring besteht.

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