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Schaltkupplung mit Sperrsynchronisierung für Zahnradwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen
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dem Klauenkranz des zu kuppelnden Rades notwendigerweise liegenden Blockierungsklauenkranz des
Reibringes ergibt sich bei diesen Schaltkupplungen eine ungünstige Vergrösserung der axialen Ab- messungen.
Demgegenüber bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Schaltkupplung von einfachem, robusten
Aufbau bei geringer axialer Erstreckung, einfacher Herstellbarkeit und hoher Betriebssicherheit.
Die erfindungsgemässe Schaltkupplung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, dass die Sperr- körper im axial festgelegten Muffeninnenteil axial verschiebbar gelagert sind und den für sich ver- schiebbaren Reibring stirnseitig berühren, so dass sie zugleich als an sich bekannte Druckglieder zur Übertragung der Schubkraft von der Klauenmuffe auf den Reibring dienen. Die sperrkörper erfüllen also eine zweifache Aufgabe, indem sie einerseits beim Verschieben der Klauenmuffe zu Beginn des Schalt- vorganges den Reibring an die Gegenreibfläche des zu kuppelnden Rades andrucken und anderseits tat- sächlich als Sperrkörper wirken, d. h. das Weiterschieben der Klauenmuffe so lange verhindern, bis der
Gleichlauf mit dem zu kuppelnden Rad hergestellt ist.
Dabei bleibt der Muffeninnenteil an Ort und es Ist kein zusätzlicher Blockierungsklauenkranz erforderlich, so dass sich kurze Abmessungen in axialer Richtung ergeben.
In weiterer Ausbildung der Erfindung weist der Reibring stirnseitige, von achsparallelen Schrägflächen begrenzte Ausnehmungen auf, in welche die Sperrkörper mit einem entsprechend abgeschrägten Vorsprung mit radialem und seitlichem Spiel eingreifen. Demnach bilden die Seitenwände der Reibringausnehmungen die Schrägflächen, die bei Verdrehung des Reibringes gegenüber der Muffe das radiale Einwärtsdrücken der Sperrkörper verhindern, diese also in der Sperrstellung halten, wobei das Spiel der Sperrkörper in den Ausnehmungen die relative Verdrehung des Reibringes innerhalb der erforderlichen Grenzen sowie die radiale Beweglichkeit der Sperrkörper ermöglicht.
Erfindungsgemäss ist ferner der Reibring in einer stirnseitigen Ringaussparung des zu kuppelnden Zahnrades mit zylindrischer Innenfläche und konischer Aussenfläche gelagert, so dass das zu kuppelnde Rad ganz an den Muffeninnenteil zur Verminderung der axialen Baulänge herangerückt werden kann und sich für die konischen Reibflächen in vorteilhafter Weise ein grosser Durchmesser ergibt. Derartige Schaltkupplungen werden häufig bei Doppelanordnung für zwei beiderseits der Muffe liegende Zahnräder mit zwei Reibringen verwendet. In diesem Fall können die Sperrkörper besonders einfach und billig hergestellt werden, wenn sie als etwa korbförmige, unten längsseitig abgeschrägte Blechpressteile mit mittig lappenartig nach oben verlängerten Seitenwänden ausgebildet sind.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand. beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Schaltkupplung bei Zahnraddoppelanordnung im Längsschnitt, Fig. 2 einen Teilschnitt nach der Liniell-It der Fig. 1, Fig. 3 die Schaltkupplung im Querschnitt nach der Linie Ill- III der Fig. 1 und Fig. 4 einen Sperrkörper für sich allein, schaubildlich im grösseren Massstab.
Auf der Welle 1 eines Zahnradwechselgetriebes bzw. auf entsprechenden Büchsen 2,3 sind die beispielsweise dem dritten und vierten Gang zugeordneten Zahnräder 4,5 frei drehbar gelagert. Zwischen den beiden Zahnrädern 4,5 sitzt ein mit der genuteten Welle 1 undrehbar verbundener und nicht verschiebbarer Muffeninnenteil6. Der Muffeninnenteil 6 besitzt einen Klauenkranz, auf dem eine Schub- klauenmuffe 7 undrehbar, aber axial verschiebbar lagert. In die Nut 8 der Klauenmuffe 7 greift die (nicht dargestellte) Schaltgabel ein. Die Zahnräder 4,5 sind mit entsprechenden Gegenklauenkränzen 9,10 versehen. Der Muffeninnenteil weist radiale Führungen 11 auf, in denen Sperrkörper 12 axial verschiebbar gelagert sind, die durch Spreizringfedern 13 auswärts gedrückt werden.
Diese Sperrkörper sind, wie insbesondere Fig. 4 zeigt, als etwa korbförmige, unten längsseitig abgeschrägte Blechpressteile ausgebildet und greifen mit ihren mittig lappenartig nach oben verlängerten Seitenwänden in eine Ringnut 14 des Innenklauenkranzes der Muffe 7 ein. In stirnseitigen Ringaussparungen 15 der beiden Zahnräder 4,5 ist je ein Reibring 16,17 für sich verschiebbar gelagert, wobei die Aussparungen 15 zu diesem Zweck eine zylindrische Innenfläche 18 und eine konische Aussenfläche 19 als Gegenreibfläche besitzen. Die Reibringe 16,17 haben stirnseitige Ausnehmungen 20, die von achsparallelen Schrägflächen 21 (Fig. 3) begrenzt sind. Die Sperrkörper 12 greifen in diese Ausnehmungen 20 mit durch die Korbform gebildeten Vorsprüngen 22 ein, wobei ein radiales und seitliches Spiel vorhanden ist.
Soll nun beispielsweise aus der in Fig. 1 gezeigten Mittelstellung der dritte Gang eingeschaltet, also die Kupplung des Zahnrades 4 über die Klauenmuffe 7 und den Muffeninnenteil 6 mit der Welle 1 vollzogen werden, wird die Klauenmuffe 7 nach rechts verschoben. Dabei nimmt die Klauenmuffe 7 die durch die Kraft der Federn 13 und die Fliehkraft in die Ringnut 14 gedrückten Sperrkörper 12 mit, und diese drücken ihrerseits den Reibring 16 an die Gegenreibfläche 19 des Zahnrades 4, das mit einer andern Drehzahl umläuft.
Der Reibring 16 wird von der Gegenreibfläche 19 mitgenommen, d. h. gegenüber den
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Muffenteilen 6 und 7 und den Sperrkörpem 12 etwas verdreht, so dass nunmehr die untere Abschrägung der Vorsprünge 22 der Sperrkörper 12 an der einen Schrägfläche 21 der Reibringausnehmungen 20 anliegt.
Ein weiteres Verschieben der Klauenmuffe 7 ist nun nicht mehr möglich, da dies ein Einwärtsdrücken der Sperrkörper 12 zur Voraussetzung hätte, was jedoch durch das Anliegen an den Schrägflächen 21 verhindert wird. Dabei ist die Neigung der Flächen 21 und der Seitenflächen 23 der Ringnut 14 so gewählt, dass die durch das auf den Reibring 16 einwirkende Drehmoment hervorgerufene, auswärts gerichtete Radialkraft stets grösser ist als die durch die Schubkraft und die Schräge der Seitenflächen 23 bedingte, einwärts gerichtete Radialkraft.
Erst wenn die Drehzahl des Zahnrades 4 mit der Drehzahl der Welle 1 bzw. der Kupplungsmuffe 6,7 und der Sperrkörper 12 übereinstimmt, also Gleichlauf erreicht ist, hört die Wirkung des Drehmomentes auf den Reibring 16 auf, es findet sogar gewissermassen eine relative Bewegungsumkehr statt, die Sperrkörper können entgegen der Kraft der Federn 13 und der Fliehkraft dem Druck der einwärts gerichteten radialen Kraftkomponente der Schubkraft nachgeben und die Klauenmuffe 7 kann ungehindert weitergeschoben bzw. zum Eingriff mit dem Gegenklauenkranz 9 gebracht werden.
Sollten die Klauen des Kranzes 9 mit den Klauen der Klauenmuffe 7 in ihrer Drehstellung nicht genau übereinstimmen, kann die erforderliche geringe Relativverdrehung durch'Abschrägungen an den Stirnseiten der Klauen herbeigeführt werden. Es kann auch zweckmässig sein, die Sperrkörper wechselweise nur für das Schalten eines der beiden Zahnräder 4 oder 5 auszubilden, in welchem Falle die Nut 14 im Bereiche jedes Sperrkörpers nur einseitig begrenzt ist und der aufwärts reichende Lappen der Sperrkörper so schmal bemessen wird, dass er nach hergestelltem Gleichlauf von der Klauenmuffe 7 übersprungen werden kann, um die Relativverdrehung des mit dem Reibring in festem Reibungsschluss stehenden Zahnrades gegenüber der Klauenmuffe durch den einwärts gedrückten und daher an den Schrägflächen 21 anliegenden Sperrkörper nicht zu sehr einzuschränken.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltkupplung mit Sperrsynchronisierung für Zahnradwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einer mit einem Muffeninnenteil axial verschiebbar, aber undrehbar verbundenen Schubklauenmuffe, einem dieser gegenüber begrenzt verdrehbaren, zweckmässig konischen Reibring und radial geführten, federnd auswärts gedrückten Sperrkörpern, die durch das beim Synchronsierungsvorgang auftretende Drehmoment mittels Schrägflächen in einer Sperrstellung gehalten werden, in der sie in eine Aussparung der Klauenmuffe eingreifen und deren Weiterschieben bis zum erreichten Gleichlauf verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrkörper (12) im axial festgelegten Muffeninnenteil (6) axial verschiebbar gelagert sind und den für sich verschiebbaren Reibring (16 bzw.
17) stirnseitig berühren, so dass sie zugleich als an sich bekannte Druckglieder zur Übertragung der Schubkraft von der Klauenmuffe (7) auf den Reibring dienen.