DE2338275C2 - Synchronisierungsvorrichtung - Google Patents

Description

entspricht der Hauptwelle 23 des Zahnräderwechselgetriebes nach den F i g. 1 bis 5 des Hauptpatents. Der Kupplungsring 101 weist eine Außenverzahnung 103 auf, die mit der Innenverzahnung 104 an dem Schaltrad 106 in Eingriff kommt Das Schaltrad 106 entspricht dem Schaltzahnrad 18 des Getriebes des Hauptpatents. Die Zähne der Außenverzahnung 103 weisen einen in radialer Richtung kürzeren Antriebsteil 103Λ und einen in radialer Richtung längeren Sperrteil 103Ä auf, deren Zweck später erläutert werden wird. Die Zähne der Außenverzahn-jjig 103 sind an ihren Eingriffsenden 107 abgeschrägt, um mit den in gleicher Weise abgeschrägten und entgegengesetzt gerichteten Enden der Zähne der Innenverzahnung 104 zu kämmen, in gleicher Weise, wie dies mit Bezug auf das Getriebe gemäß dem Hauptpatent beschrieben und dargestellt worden ist Wie aus Fig.3 ersichtlich ist, ist jedoch bei dem Ausführungsbeispiel eine ausgewählte Zahl von Zähnen der Außenverzahnung 103, hier drei, weggenommen, um den Durchgang des Sperlings 108 zu ermöglichen, wie dies unten beschrieben werden wird.

Die in F i g. 3 dargestellte Sperreinrichtung 108 enthält siiaSn SDsrrin*' 10^ der ^"^c Ki!ü^T*!un^<Ts^<Tüed IQi umgibt -and eine geeignete Zahl, hier drei, v.m radial nach innen gerichteten Vorsprüngen 110 aufweist, die, wenn sie sich in der richtigen Lage befinden, in die Bereiche der obenerwähnten weggenommenen Zähne der Außenverzahnung 103 eingreifen. Die Vorsprünge 110 weisen in Umfangsrichtung weisende Ansätze 109 auf, über weiche die gewünschte Sperrwirkung zustande kommt Der Innenradius 111 der Ansätze 109 ist groß genug, damit sie an dem Antriebsteil 103/4 der Zähne 103 vorbeikommen, wenn der Sperring 108 verdreht wird, während der Ansatz 109 sich in dieser Stellung des Sperringes 108 gegen den Sperrteil 103ßder Zähne 103 des Kupplungsgliedes 101 anlegt und die axiale Bewegung des Kupplungsgliedes 101 verhindert

Die Außenfläche des Sperringes 108 verläuft geneigt um eine Konuskupplungsberührung mit einer als Reibkegel ausgebildeten Ausnehmungsinnenfläche 112 am vorderen Ende der Kupplungsinnenverzahnung 104 des Schaltrades 106 herzustellen. Die Innenfläche 112 enthält einen Anschlagring 113, der die Bewegung des Sperringes in der Richtung entgegengesetzt zur Kupplungsberührung, hier nach rechts, begrenzt.

Die Wirkungsweise der Sperreinrichtung 108 entspricht im allgemeinen derjenigen bekannter Sperreinrichtungen. Wenn man z. B. annimmt, daß das Schaltrad 106 schneller umläuft als das Kupplungsglied 101, das seinerseits naturgemäß mit der gleichen Drehzahl umläuft wie die Hauptwelle 105, wird der Sperring 108 bestrebt sein, mit dem Schaltrad 106 umzulaufen und demgemäß gegenüber de;:i Kupplungsglied 101 vorzueilen, so daß einer der seitlichen Ansätze 109 in eine Stellung gelangt, in der er mit dem Sperrteil 103/7 eines Zahnes der Außenverzahnung 103 in Anlage kommt und damit die zur Kupplung führende Bewegung (nach links) des Kupplungsgliedes 101 verhindert Wenn jedoch die Welle 105 beschleunigt wird und der Zustand des Synchronismus annähernd erreicht wird, stellen sich die Vorsprünge 110 der Sperringe 108 zentrisch zu den Bereichen der weggenommenen Zähne am Umfang des Kupplungsgliedes 101 und üben nach Umkehr der Relativgeschwindigkeiten keine Sperrwirkung mehr aus, und das Kupplungsglied 101 bewegt sich in der üblichen Weise in die Kupplungsstellung.

Wenn das Schaltrad 106 anfänglich langsamer umläuft als die Welle 105, ist die Wirkungsweise im allgemeinen eine ähnliche wie die oben beschriebene, mit der Ausnahme, daß der Sperring 108 dem Kupplungsgiied 101 nacheilt, bis eine Umkehr der Relativgeschwindigkeiten eintritt, worauf die Sperrwirkung aufhört und sich der Kupplungsvorgang auf die übliche Weise vollzieht

Die übrigen in F i g. 1 dargestellten Sperreinrichtungen sind in gleicher Weise aufgebaut und wirken in gleicher Weise, so daß sie keiner weiteren Erläuterung bedürfen.

In F i g. 4 ist im wesentlichen die gleiche Ausführungsform einer Sperreinrichtung dargestellt Bei dieser dienen jedoch besondere Federn 117 dazu, um die Sperringe mit den entsprechenden, mit ihnen zusammenwirkenden Schalträdern in Eingriff zu bringen. Normalerweise ist eine solche Feder nicht erforderlich. Jedoch kann es zweckmäßig sein, sie in solchen Fällen vorzusehen, in denen eine stärkere Wirkung der Sperreinrichtung erwünscht ist

Bei der Verwendung von Sperreinrichtungen tritt bisweilen ein weiteres Problem an dem Zahnräderwechselgetriebe auf, das damit zusammenhängt, daß die gesamte Hauptwelle 105 über die Hiifs^iT5»*ⁱTsbez3hnräder fest mit der Antriebswelle des Fahrzeuges verbunden ist Wenn daher bei dem normalen Verschieben der Stufenräder des Hauptgetriebes (die andere sind als diejenigen des Hilfsgetriebes) die Räder in die neutrale Stellung verschoben werden, überträgt sich das Drehmoment der Antriebswelle des Fahrzeuges auf die Stufenschaltvorrichtung des Getriebes, erzeugt an dieser Schwingungen und stört möglicherweise die Wirkung der Sperreinrichtungen. Es wird daher oft erwünscht sein, diese Schwierigkeit zu vermeiden, indem die Zahnräder, die bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 5 des Hauptpatents gleichzeitig verschoben werden, nach F i g. 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels getrennt verschoben werden und daß die Schaltvorrichtung derart gesteuert wird, daß die Räder des Hilfsgetriebes früher außer Eingriff kommen als diejenigen des Hauptgetriebes. Das kann auf einfache Weise erreicht werden, indem das Hilfsgetriebe mit einem Schaltzylinder ,'14 versehen wird, der einem größeren Fluiddruck ausgesetzt ist als derjenige für das Hauptgetriebe. Da auf die Zahn.-äder beider Getriebe das gleiche Drehmoment ausgeübt wird, führt das dazu, daß das Hilfsgetriebe früher unwirksam wird als das Hauptgeti iebe. f Jaturgemäß können auch andere Steuermittel verwendet werden. Auf jeden Fall wird erreicht, daß die Getriebehauptwelle 105 während jeder Stufenschaltung von der Antriebswelle des Fahrzeuges getrennt ist und daß de- . ren Drehmoment die Wirkung der Sperreinrichtungen nicht beeinträchtigt. Die Steuerung der Schaltung der Zahnräder des Haupt- und des Hilfsgetriebes ist bei 116 in F i g. 1 schematisch angedeutet. Sie kann in irgendeiner bekannten Weise ausgebildet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

ί 2 tet, bei der die Relativgeschwindigkeit zwischen den zu Patentansprüche: schaltenden Teilen außerordentlich schnell wechselt, die in Eingriff zu bringenden Teile sich gelegentlich anein-

1. Synchronisierungsvorrichtung für die Vorwahl- ander scheuern und sich dann außerordentlich stark abschalteinrichtung eines Zahnräderwechselgetriebes 5 nutzen. Gelegentlich greifen die zusammenwirkenden mit einem eine Kupplungsinnenverzahnung tragen- Zähne der Kupplungsteile auch, ineinander und beginden Schaltzahnrad, das zum Kuppeln mit einer er- nen, den Antrieb zu übertragen, bevorder Eingriff vollsten Getriebehauptweile um den Schaltweg axial ge- ständig ist. Bei dieser Situation, bei der die Eingriffsbegen ein Kupplungsglied mit einer Kupplungsaußen- running zwischen den Kupplungszähnen sich über eiverzahnung verschiebbar ist, das undrehbar, jedoch io nen kleineren Bereich erstreckt als die gesamte Länge axial verschiebbar gegen eine Ausweichfeder auf der Zähne, wird der auf die Zähne ausgeübte Druck der Getriebehauptwelle geführt ist und dadurch eine größer als derjenige, für den die Zähne ausgelegt sind, mindestens dem Schaltweg entsprechende Aus- so daß ein Bruch zustande kommt Die der Erfindung weichbewegung ermöglicht, wobei das Kupplungs- zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, eine glied durch die Ausweichfeder in Richtung des is Synchronisierungsvorrichtung nach dem Hauptpatent Schaltzahnrades gegen ein Anschlagglied auf der -ierart zu verbessern, daß sichergestellt ist, daß die Getriebehauptwelle gespannt ist, das bei Leerlauf- Kupplungsverzahnungen voll in Eingriff miteinander stellung des Schaltzahnrades die Kupplungsverzah- sind, bevor sie der Belastung ausgesetzt werden, und nung außer Eingriff hält, nach Patent 21 38 657, ge- demgemäß eine Beschädigung der Kupplungszähne kennzeichnet durch die Kombination fol- 20 vermieden wird.

gender Nfcrkmale: Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

a) Im Schaltweg ist zwischen der Kupplungsau- Die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführte ßenverzahnung (103) und der Kupplungsinnen- Merkmalsgruppe a) ist bereits aus der DE-PS 5 78 901 verzahnung (104) ein unverformbarer axial ver- 25 und die Merkmalsgruppe b) aus der US-PS 23 75 790 schiebbar geführter Sperring (108) angeordnet, bekannt Diese bekannten Sperrsynchronisierungseinder — beim Einlegen des Ganges — über eine richtungen sind jedoch in anderer Weise mit Kupp-Reibfiächenpaarung (bei 112) vom Schaltrad lungsglied bzw. KupfJungszahnrad verbunden. Weiter-(106) relativ zum Kupplungsglied axial verla- hin wird bei der DE-PS 5 78 901 das Zahnrad axial festgerbar und um einen begrenzten Drehwinkel in 30 gehalten, während das Kupplungsglied über die Auseine Sperrstellung verdrehbar ist, in der eine weichfeder mit der Schaltgabel in Verbindung steht Bei weitere Axialverlagerung des Sperringes (108) der US-PS 23 75 736-ist das Zahnrad ebenfalls axial fest, auf dein Kupplungsglied durch eine Form- und das axial verschiebbare Kupplungsglied weist darschlußsperre verhindert -yird, wobei der Reib- über hinaus keine Ausweichfeder auf.

Schluß und das davon abgeleitete Sperrmoment 35 Die erfindungsgemäße Kombination der Merkmals-

von der beim Gangvorws^len zu überwinden- gruppen a), b) und c) bringt es bei einer Synchronisie-

den Federspannvorrichtung aufrechterhalten rungsvorrichtung für die Vorwählschalteinrichtung ei-

wird; nes Zahnräderwechselgetriebes nach dem Hauptpatent

b) der Sperring (108) umgibt die Kupplungsaußen- mit sich, daß die Kupplungszähne beim Wirksamwerden verzahnung (103) des Kupplungsgliedes (101) 40 der Kupplungsverzahnungen nicht durch vorzeitige Be- und ist auf dieser axial geführt, wobei die Form- lastungen beschädigt werden. Äußerem kommt eine schlußsperre durch mindestens einen nach in- funktions- und raumgünstige Anordnung des Sperrings nen gerichteten Vorsprung (110) des Sperringes und seiner Reibflächenverzahnung im Innenbereich des

- und mindestens einen radial nach außen ragen- Schaltzahnrades zustande.

den Sperrzahn (\03B)des Kupplungsgliedes ge- 45 Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im

bildet wird; Anspruch 2 ausgeführt

c) der Sperring (108) ist in einer als Reibkegel In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Ge-(112) ausgebildeten Ausnehmung am vorderen genstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Ende der Kupplungsinnenverzahnung des F i g. 1 ein Zahnräderwechselgetriebe mit einer Syn-

Schaltrades (106) untergebracht. 50 chronisierungsvorrichtung gemäß der Erfindung in ei

nem von oben bis zur in der Mitte angeordneten Haupt-

2. Synchronisierungsvorrichtung nach An- welle zunächst senkrecht geführten und von hier sodann spruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperring diagonal nach vorn geführten Schnitt,

(108) durch einen am Reibkegel (112) des Schaltra- Fig.2 einen Teil des Getriebes nach Fig. 1 in der

des (106) befestigten Anschlagring (113) in axialer 55 gleichen Darstellungsart,

Richtung vom Schaltrad gefangen ist. F i g. 3 einen verschiebbaren Kupplungsring mit der

Sperreinrichtung des Zahnräderwechselgetriebes in ei-

ner Ansicht von links der F i g. 2 und

F i g. 4 den Teil des Zahnräderwechselgetriebes ge-

60 maß F i g. 2 in einer anderen Ausführungsform im glei-

Aus der DE-OS 21 38 657 des Hauptpatentes ist eine chen Maßstab und in dergleichen Darstellungsart.
Synchronisierungsvorrichtung der im Oberbegriff des In Fig. 1, in der das Zahnräderwechselgetriebe in Anspruches I aufgeführten Gattung bekannt. ähnlicher Weise dargestellt ist wie in F i g. 2 des Haupt-Während die Zahnräderwechselgetriebe der im patentes, enthält die Synchronisierungsvorrichtung ei-Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art im allge- 65 nen mit ihr zusammenwirkenden Sperring 108. Das meinen befriedigend arbeiten, hat sich gezeigt, daß un- Kupplungsglied 101 weist eine Innenverkeilung auf, die ter gewissen Betriebsbedingungen und insbesondere, mit der Außenverkeilung 102 (Fig. 2) der Getriebewenn das Getriebe unter einer großen Belastung arbei- hauptwelle 105 in Eingriff steht. Die Hauptwelle 105