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Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für Zahnräderwechselgetriebe von Kraftfahrzeugen mit einem axial unverschiebbaren Kupplungstragteil, mit einem axial verschiebbaren, den Kupplungstragteil umschliessenden und diesem gegenüber undrehbaren Kupplungselement und mit einem Synchronisierring, der durch mehrere zur Drehachse im wesentlichen parallele, im Kupplungstragteil verschiebbar angeordnete und mit radial gerichteten Federelementen versehene Druckstäbe mit Hilfe des Kupplungselementes an eine Reibfläche des zu kuppelnden Zahnrades andrückbar ist, wobei nach erreichtem Gleichlauf die Kupplungsverzahnung des Kupplungselementes in eine Verzahnung des Zahnrades einschiebbar ist.
Früher hat man Synchronisiergetriebe benutzt, bei denen die kraftschlüssige Verbindung mit dem Kupplungsglied durch ein Kniehebelsystem erfolgte. Kniehebelsysteme sind mechanisch kompliziert und beanspruchen Raum in der Einrichtung ; auch Schnappverbindungen sind zur lösbaren Verbindung bereits bekanntgeworden.
Später sind Synchronisiergetriebe bekanntgeworden, bei denen die Druckübertragungsverbindung zwischen den Druckstäben und dem Kupplungsglied lediglich dadurch hergestellt wird, dass Teile der Druckstäbe etwas nach aussen gebogen werden. Die Reibungsschli1ssigkeit ist hier aber nur begrenzt wirksam, weil die beim Getriebeumlauf auftretende Fliehkraft die den Druckstäben innewohnende Federkraft auszugleichen sucht. Man hat deshalb bereits versucht, an Stelle solcher Anpressvorrichtungen kräftige Federn zu benutzen ; solche Federn beanspruchen aber Raum und geben dem ganzen Getriebe einen sperrigen Aufbau.
Erfindungsgemäss sind die als Schubglieder dienenden Druckstäbe zwischen der Kupplungsmuffe und dem Kupplungsträger und bzw. oder dem Synchronisierring federnd und zumindest gegenüber einem dieser Teile verschiebbar angeordnet. Zwischen den Druckstäben und der Kupplungsmuffe ist auf diese Weise eine lösbare Verbindung vorgesehen, die ihrer Lösung einen vom Federdruck bestimmten Widerstand entgegensetzt.
Die neue Synchronisiervorrichtung besteht aus verhältnismässig wenigen Teilen und lässt sich in einem Wechselgetriebe praktisch im gleichen Raum unterbringen, den bisher bekannte Synchronisiervorrichtungen einnahmen. Zum Blockieren der Kupplungsmuffe und zur Betätigung der Synchronisierkupplung gentigen bereits geringe Kräfte, da der radial nach aussen gerichtete Federdruck durch die Fliehkraft der Druckstäbe unterstützt wird. Die Druckstäbe dienen nur noch zur Einleitung der Synchronisierung und können deshalb aus verhältnismässig schwachem und dünnem Material hergestellt sein. Ebenso ist der Aufbau des Synchronisierelementes selbst vereinfacht, da, es nunmehr geringen Beanspruchungen ausgesetzt ist.
So werden für die Synchronisierblockierringe nur kleine Bronzerohlinge benötigt. Das neue Getriebe hat als einen einfachen Aufbau und lässt sich billig herstellen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den Zeichnungen hervor. Fig. 1 zeigt in Seitenansicht und teilweise im Schnitt einen Teil eines Wechselgetriebes mit der neuen Synchronisiereinrichtung, Fig. 2
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einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1, die Fig. 4,5, 7,9, 11 und 15 zeigen im Schnitt Abänderungsformen der Getriebesynchronisiereinrichtung nach Fig. 1, die Fig. 6,8, 10 und 12 bringen einzelne Teile der Einrichtung nach den Fig. 5,7, 9 und 11 in Schaubildern, Fig. 13 zeigt einen Teil der Einrichtung nach Fig. 11 im Grundriss, Fig. 14 einen Schnitt nach der Linie 14-14 der Fig. 11, Fig. 16 einen etwa der Fig.
15 entsprechenden Schnitt, der die einzelnen Teile in derjenigen Stellung veranschaulicht, die sie einnehmen, wenn vom zweiten in den direkten Gang Ubergeschaltet wird, Fig. 17 ein anderes Wechselgetriebe in Seitenansicht und teilweise im Schnitt mit der neuen Synchronisiereinrichtung, Fig. 18 einen Schnitt nach der Linie 18-18 der Fig. 17, Fig. 19 einen Schnitt nach der Linie 19-19 der Fig. 17, Fig. 20 eines der Schubglieder der Synchronisiereinrichtung in schaubildlicher Darstellung, Fig. 20 eines der Schubglieder der Synchronsiereinrichtung in schaubildlicher Darstellung und Fig. 21 im Schnitt einen Teil einer Abänderungsform der Einrichtung nach Fig. 17.
In der Zeichnung ist die Erfindung in Anwendung auf die bestimmten das Drehmoment übertragenden Teile eines üblichen in Kraftfahrzeugen verwendeten Wechselgetriebes veranschaulicht.
Wie aus Fig. 1 - 3 hervorgeht, besteht das Getriebe aus einer Antriebswelle 2, die ein Zahnrad 3 aufweist, das mit einem Rad 4 der Vorgelegewelle 5 des Getriebes kämmt. Ein zweites, gleichfalls auf der Welle 4 sitzendes Rad 6 steht mit den Zähnen 7 des Rades 8 des zweiten Getriebeganges im Eingriff, das Zahnrad 8 sitzt drehbar, jedoch nicht längsverschiebbar, auf der angetriebenen Welle 9. Da die Wellen 2 und 9 koaxial fluchten, kann das Ende 11 der Welle 9, wie in der Zeichnung dargestellt ist, in dem benachbarten Ende der Welle 2 gelagert sein.
Auf der Welle 9 sitzt zwischen den Rädern 3 und 8 ein Kupplungsträger 12, der mit der Welle durch einen Keil 13 verbunden ist. Dei Träger 12 ist weiterhin gegenüber Axialverstellung auf der Welle 9 durch Druckscheiben 10 gesichert und dient als Träger für die bewegliche Kupplungsmuffe 14 einer Klauenkupplung. Nur wegen baulicher Schwierigkeiten werden der Kupplungsträger 12 und die Welle 9 nicht aus einem Stück hergestellt. Die bewegliche Kupplungsmuffe 14 kann hülsenartig ausgestaltet sein und im Innern eine Kupplungsverzahnung 15 aufweisen, die verschiebbar mit einer Aussenverzahnung 16 des Trägers 12 zusammenwirkt (Fig. 2).
Eine Schubgabel 17 greift in eine Ringnut 18 der Aussenwand der Kupplungsmuffe 14 und dient dazu, die Kupplungsmuffe 14 wahlweise axial zu verschieben, u. zw. entweder in Richtung auf das Rad 3 oder in Richtung auf das Rad 8 zu. Kupplungszähne 21 und 22, deren Form derjenigen der Zähne 16 des Trägers 12 entspricht und mit diesen Zähnen fluchten, sind auf jedem der Räder 3 und 8 vorgesehen. Wird also die Kupplungsmuffe 14 nach links (Fig. 1) verschoben, so wird die treibende Welle 2 mit der Welle 9 in Antriebsverbindung gebracht ; wird anderseits die Kupplungsmuffe 14 nach rechts verschoben, so wird eine unmittelbare Antriebsverbindung zwischen dem Rad 8 und der Welle 9 geschaffen.
Ein derartiger Eingriff der Kupplung kann jedoch nur dann ohne Zusammenprallen und Beschädigung der einzelnen Teile vor sich gehen, wenn der feste Kupplungsteil, mit dem die bewegliche Kupplungsmuffe 14 in Antriebsverbindung steht, mit der gleichen Geschwindigkeit umläuft wie die Kupplungsmuffe 14.
Um den synchronen Lauf zwischen der beweglichen, zusammen mit der Welle 9 umlaufenden Kupplungsmuffe 14 und den Kupplungszähnen 21 oder 22 herzustellen, ist eine als Reibungskupplung ausgebil- dete Synchronisiereinrichtung zwischen dem Kupplungsträger 12 und den Rädern 3 und 8 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht diese Vorrichtung aus einem Paar Synchronisierringen 24,25 aus Bronze, von denen je einer auf jeder Seite des Trägers 12 angeordnet ist und eine kegelige Reibfläche 26 aufweist, die mit einer entsprechenden Reibfläche 27 am benachbarten Teil der Räder 3 und 8 zusammenwirkt.
Wenn auch die entsprechenden Reibflächen ständig unmittelbar miteinander zusammenwirken, wie dies in den Fig. 1, 5,7 und 9 veranschaulicht ist, und nur durch einen Ölfilm getrennt werden, stehen sie dennoch nur in Antriebsverbindung miteinander, wenn ein Axialdruck auf sie ausgeübt wird.
Die Synchronisierringe 24 und 25 können mit dem Träger 12 durch Ansätze 29 in Antriebsverbindung stehen, die auf der dem Träger 12 zugewandten Seite jedes Ringes vorgesehen sind ; die Ansätze ragen in Öffnungen 31, die sich quer durch den Träger 12 erstrecken. Die Öffnungen 31 haben gegenüber den Ansätzen 29 einen solchen Durchmesser, dass jeder Ring gegenüber dem Träger 12 eine begrenzte Drehbewegung ausführen kann, u. zw. um einen Betrag, der der Breite der Zähne auf der beweglichen Kupplungsmuffe 14 entspricht, jedoch nicht grösser ist. Abgesehen davon, dass die Ansätze 29 die Relativdrehung des Synchronisierringes gegenüber dem Träger 12 und seiner Welle 9 begrenzen, kann jeder Ring sich frei zwischen dem Träger 12 und der gegenüberliegenden Reibkupplungsfläche 26 des Rades 3 bzw. des Rades 8 bewegen.
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Die Synchronisierringe 24 und 25 wirken nicht nur als Reibkupplungssynchronisierelemente, sondern auch als eine Blockiervorrichtung, die verhindert, dass die Zähne der Kupplung 14 - 21 und 14 - 22 miteinander in Eingriff kommen, bevor die Kupplungsteile synchronen Lauf angenommen haben. Diese Wirkung der Synchronisierringe 24 und 25 wird durch die Anordnung radial gerichteter äusserer Blockierzähne 33 und 34 erreicht, die am Aussenumfang der Synchronisierringe 24 und 25 vorgesehen sind und in ihrer Form den Kupplungszähnen 21 und 22 der Räder 3 und 8 entsprechen. Die Blockierzähne 33 und 34 sind überdies an ihrem der verschiebbaren Kupplungsmuffe 14 zugewandten Ende 35 (Fig. 3) abgerundet.
Auch die ihnen zugewandten Enden 36 der auf der Kupplungsmuffe 14 vorgesehenen Zähne können abgerundet sein, so dass die Bewegung der Kupplungsmuffe 14 in Richtung der Zähne 21 oder 22 zur Folge hat, dass die abgerundeten Enden 35 und 36 der Blockierzähne und die Zähne 15 einander längs Flächen berühren, die winklig zu der Drehachse der Kupplungsteile verlaufen, u. zw. zu einem Zeitpunkt, in dem die Zähne 33 und 34 und die Zähne 16 des Kupplungsträgers 12 nicht genau einander gegenüberliegen.
Dieser Zustand besteht immer, wenn einer der beiden zu kuppelnden Drehmomentübertragungsteile, beispielsweise die mit dem Rad 3 oder mit dem Rad 8 zu kuppelnde Welle 9, mit einer Geschwindigkeit umläuft, die von dem andern Teil abweicht, so dass der Synchronisierblockierring gegenüber dem Träger 12 in die eine oder andere Endlage verdreht wird. Wenn die Teile ungefähren Gleichlauf erreicht haben, so wird eine relative Umkehrung der Drehbewegung erfolgen, so dass die Blockierzähne während eines Augenblickes unmittelbar mit den Zähnen 16 des Trägers 12 in Übereinstimmung stehen ; diese Lage ist in Fig. 3 (voll ausgezogen) veranschaulicht ; in diesem Augenblick kann die Kupplungsmuffe 14 frei ihre Bewegung fortsetzen und mit den Kupplungszähnen in Eingriff kommen, auf die sie anfänglich zubewegt worden ist.
Die Blockiertätigkeit des Synchronisierblockierringes tritt jedoch nur ein, wenn die Ringe in Richtung auf das benachbarte Reibkupplungsglied gedrängt werden, so dass eine Reibverbindung zwischen dem Synchronisierblockierring und demjenigen Drehmomentteil zustandekommt, mit dem der Ring in Reibverbindung steht.
Es sind Mittel vorgesehen, die beim Verstellen der Kupplungsmuffe 14 bewirken, dass der Synchronisierblockierring sich zunächst in eine Stellung bewegt, in der das Einrücken der Klauenkupplung blockiert wird. Anschliessend wird der Ring in eine Lage überführt, in der die miteinander zu kuppelnden Teile synchronisiert werden. Diese Mittel bestehen aus mehreren Schubgliedern 41, die ein verhältnismässig leichtes Gewicht und eine geringe Trägheit aufweisen und in gleichen Abständen voneinander am Umfang des Trägers 12 und parallel zu dessen Achse angeordnet sind. Jedes Schubglied ist in einer Rinne 42 angeordnet, die sich quer über den Umfang des Trägers 12 erstreckt ; die Schubglieder sind so lang, dass ihre Enden gerade von den radial gerichteten, ihnen gegenüberliegenden Flächen 43 der Ringe 24 und 25 frei sind, auf denen die Blockierzähne 33 und 34 vorgesehen sind.
Jedes der Schubglieder 41 weist in der Mitte einen konvex gestalteten kugeligen Ansatz 44 auf, der nachgiebig in eine Ringnut 45 eingreift, die an der Innenwandung der verzahnten Kupplungsmuffe 14 vorgesehen ist. Auf der konkaven kugeligen Seite des Ansatzes 44 jedes Schubgliedes 41 ist eine Stahlkugel 46 vorgesehen, die in Richtung auf die Kupplungsmuffe 14 zu radial nach aussen durch eine Druckfeder 48 gedrängt wird. Die Federn liegen in kegelstumpfartigen, im Kupplungsträger 12 vorgesehenen Bohrungen ; daher kann die aus Feder und Kugel bestehende Anordnung bei den Verstellbewegungen der mit der bewegten Kupplungsmuffe 14 in Eingriff stehenden Schubglieder 41 seitlich schwingen.
Zu Beginn der Bewegung der Kupplungsmuffe 14 in Richtung auf einen der ihr zugeordneten Kupplungszähne 21 oder 22 wird also das Schubglied 41 an dieser Bewegung teilnehmen und sich gegen die Kupplungsmuffe 14 legen sowie einen der Synchronisierblockierringe 24 oder 25 je nach der Bewegungrichtung der Kupplungsmuffe 14 dem zugehörigen Kupplungsteil nähern.
Durch diese anfängliche Bewegung des Synchronisierblockierringes wird erreicht, dass der Ring, wenn er mit der zugehörigen Reibkupplung in Eingriff kommt, sich mit ihr dreht, so dass eine Relativverdrehung zwischen dem Ring und dem Träger 12 zustandekommt, u. zw. in Richtung der Bewegung desjenigen Teiles, der mit der höheren Geschwindigkeit umläuft ; auf diese Weise wird erreicht, dass die abgerundeten Enden 35 und 36 der Blokkierzähne und der Kupplungszähne 15 in die Blockierstellung kommen, wie dies in Fig. 3 strichliert angedeutet ist. Einer weiteren Bewegung der Kupplungsmuffe 14 wird dann durch die abgerundete Fläche der Blockierzähne Widerstand entgegengesetzt, auch wenn auf die Kupplungsmuffe 14 eine erhebliche Kraft ausgeübt wird, die bestrebt ist, diesen Teil mit dem ausgewählten Kupplungsorgan in Eingriff zu bringen.
Dieser Widerstand gegenüber dem Kupplungseingriff wird so lange bestehen, bis der mit der Klauenkupplung in Antriebsverbindung zu bringende Teil eine synchrone Drehgeschwindigkeit angenommen hat. An dieser Stelle wird eine relative Bewegungsumkehr stattfinden, die bewirkt, dass der Blokkiersynchronisierring sich in die in Fig. 3 dargestellte ausgezogene Lage bewegt. Wird diese Stellung er-
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reicht, so wird der Kupplungsbewegung der Muffe 14 kein weiterer Widerstand entgegengesetzt ; die Muffe 14 kann daher in Kupplungseingriff mit den Zähnen 21 oder 22 gebracht werden, wobei die nachgiebige Verbindung zwischen dem Schubglied 41 und der Ringnut 45 der Kupplungsmuffe 14 unter der Einwirkung der die Kupplungsmuffe 14 bewegenden Kraft unterbrochen wird.
Bei der erfindungsgemässen Synchronisiervorrichtung ist also nur eine geringe Stellkraft erforderlich, die mittels der Schubgabel 17 aufzubringen ist, um die bewegliche Kupplungsbacke zu blockieren und anschliessend die Reibkupplungsglieder der Synchronisiereinrichtung in Eingriff zu bringen, damit sie unter Vermittlung der Reibkupplungsglieder der Einrichtung die miteinander in Eingriff zu bringenden Teile synchronisieren. Diese Verringerung der Stellkraft, die erforderlich ist, um die Synchronisierwirkung einzuleiten, ist in hohem Masse auf die ungewöhnlich geringe Trägheit der Schubglieder zurückzuführen, die zwischen den Synchronisierblockierringen und der beweglichen Kupplungsmuffe liegen, bestehend aus der nachgiebigen drehbaren Verbindung.
Bisher war es üblich, die bewegliche Kupplungsmuffe nachgiebig mit einer verhältnismässig schweren Nabenanordnung zu verriegeln, deren Nabe ebenso gross oder grösser war als der Träger 12 der erfindungsgemässen Einrichtung ; dabei wurden die Synchronisierblockierglieder von der schweren Nabenanordnung getragen. Bei dieser älteren Bauart wurden also Teile verwendet, die eine hohe Trägheit aufwiesen und deren Bewegung mittels der Schubgabel sowohl zu Beginn als auch während der Blocker- un Synchronisierarbeit erforderlich war.
Bei der neuen Bauart ist auch der Reibungswiderstand der Teile, die während des normalen Arbeitens
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formen der Einrichtung finden Reibverbindungen als Verbindungen zwischen den Schubgliedern und der beweglichen Kupplungsmuffe Verwendung. Eine solche Reibverbindung weist funktionelle Vorteile auf.
Bei der Anordnung nach Fig. 4 ist die nachgiebige Verbindung zwischen den Schubgliedern 41 und der Kupplungsmuffe 14 eine andere. An Stelle der Stahlkugeln 46 und Federn 48 sind Spiralfedern 49 vorgesehen, deren nach oben abgebogenes Ende 51 sich unmittelbar gegen die innere konkave Seite des Ansatzes 44 des Schubgliedes 41 legt. Die Federn 49 lassen eine Längsverstellung der Schubglieder zu und drängen jederzeit die Schubglieder nachgiebig nach aussen gegen die Innenwand der Kupplungsmuffe 14, wie dies für eine leicht lösbare Verbindung erforderlich ist.
Bei der Abänderungsform nach Fig. 5 und 6 finden im Zusammenhang mit dem Schubglied 41a Stahlfedern Verwendung ; die Schubglieder bestehen aus Stahlstreifen, die in der Mitte 51 radial nach aussen in Richtung auf die Innenwand der Kupplungsmuffe 14a gebogen sind. Die Enden 52 der Schubglieder 41a sind nach oben gebogen, so dass sie mit den ihnen zugewandten Flächen 43 der Synchronisierblockierringe 24, 25 in Berührung kommen. Zwischen der Innenwand der Kupplungsmuffe 14a und dem Schubglied 41 sind Streifen 53 angeordnet, die mit ihren nach oben umgebogenen Enden 54 die Endseite der Kupplungsmuffe umfassen. Zu diesem Zweck ist für jedes Schubglied ein Kupplungszahn 15 weggeschnitten, so dass hinreichend Platz geschaffen ist.
Die Streifen 53 und die Schubglieder 41 können miteinander zusammenwirkende zylindrische Abschnitte und Einbuchtungen 55 und 56 aufweisen. Auf diese Weise wird eine nachgiebige lösbare Verbindung zwischen den Kupplungsorganen und den Schubgliedern geschaffen, die dieselbe Wirkung hat wie die Anordnung nach den Fig. 1 - 3 und 4. Fig. 7
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Ausführungsformdass sie mit den Synchronisierblockierringen in Eingriff kommen und ihr mittlerer Teil nachgiebig in Reibverbindung mit der benachbarten Innenfläche der Kupplungsmuffe gehalten wird, an dem der Kupplungszahn 15 entfernt worden ist. Bei dieser Ausführungsform der Schubglieder ist jedes Schubglied nach innen durchgebogen, so dass eine Federkraft in Richtung auf die Innenwand der Kupplungsmuffe wirksam wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 und 10 ist die Bauart derjenigen nach Fig. 7 und 8 ähnlich nur
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entsteht.
In Fig. 11 - 14 ist eine andere Ausführungsform der Schubgliederanordnung veranschaulicht, bei der die einzelnen Schubglieder 41 C durch ein Paar Druckfedern 62 radial nach aussen gedrückt werden, so dass sie in Reibverbindung mit der Innenwand 61 der Kupplungsmuffe 14b treten ; auf jedes Ende jedes Schubgliedes wirkt je eine Feder 62 ein ; die inneren Enden der Federn stützen sich unmittelbar am Aussenum-
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relativ feste Kupplungsteil, mit dem die bewegliche Kupplungsmuffe 114 in Antriebsverbindung steht, mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Muffe 114 synchron umläuft.
Um synchronen Lauf zwischen der mit der Welle 109 umlaufenden beweglichen'Kupplungsmuffe 114 und mit den Teilen 121 und 122 wahlweise herzustellen, ist eine Reibkupplungssynchronisiereimichtung zwischen dem Träger 112 und den Rädern 103 und 108 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht diese Vorrichtung aus einem Paar Bronzeringen 124 und 125, von denen auf jeder Seite des Trägers 112 ein Ring vorgesehen ist ; jeder der Ringe weist eine kegelige Reibfläche 126 auf, die mit einer entsprechend gestalteten Reibfläche 127 des benachbarten Teiles des Rades 103 bzw. des Rades 108 zusammenwirkt. Weiters ist noch eine ein Spiel aufweisende drehbare Antriebsverbindung zwischen den Ringen 124 und 125 sowie der Welle 109 unter Vermittlung des Trägers 112, die eine leichte Drehverstellung zwischen Ring und Welle gestattet, vorgesehen.
Abgesehen von ihrer Funktion als Reibkupplungssynchronisierelement üben die Ringe 124 und 125 auch noch die Wirkung einer Blockiervorrichtung aus, mit deren Hilfe das Ineingriffkommen der Backen der Kupplung 114-121 und 114-122 verhindert wird, bevor die Kupplungsteile synchronen Lauf angenommen haben. Diese Wirkung der Ringe 124 und 125 kann dadurch erzielt werden, dass radial gerichtete äussere Blockierzähne 133 und 134 am Aussenumfang der Ringe 124 und 125 vorgesehen werden. Die der verschiebbaren Kupplungsmuffe 114 zugewandten Enden 135 der Blockierzähne 133, 134 können abgerundet sein, wie dies in Fig. 19 veranschaulicht ist.
Auch die gegenüberliegenden Enden der Zähne 115 der Kupplungsmuffe 114 können in ähnlicher Weise abgerundet sein ; wird daher die Muffe 114 in Richtung auf die Kupplungszähne 121 oder 122 bewegt, so kommen die einander gegenüberliegenden abgerundeten Flächen der Blockierzähne und der Kupplungszähne längs der Flächen miteinander in Berührung, die im Winkel zu der Drehachse der Kupplungsmuffe verlaufen, wenn die Zähne 133 und 134 nicht unmittelbar den Zähnen 116 auf dem Kupplungsträger 112 gegenüberstehen.
Diese Stellung können die einzelnen Teile immer einnehmen, wenn einer der beiden miteinander zu verbindenden Drehmomentübertragungsteile, also die mit dem Rad 103 oder dem Rad 108 zu verbindende Welle 109, mit einer Geschwindigkeit umläuft, die von der Geschwindigkeit des andern Gliedes abweicht ; dabei wird der Synchronisierblockierring gezwungen, sich gegenüber dem Träger 112 in die eine oder die andere seiner Endstellungen zu verdrehen. Erreichen die Teile synchronen Lauf, so erfolgt eine relative Umkehr der Drehrichtung, so dass die Blockierzähne für einen Augenblick mit den Zähnen 116 des Trägers 112 in Flucht liegen ; bei einer solchen Bewegung kann die Kupplungsmuffe 114 frei ihre Bewegung fortsetzen und mit den relativ festen Kupplungszähnen in Eingriff kommen, auf die sie anfänglich zu bewegt worden ist.
Die Blockierwirkung der Synchronisierringe findet jedoch nur statt, wenn die Ringe in Richtung auf ihre
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wegen, in der das Einrücken der Klauenkupplung blockiert wird, worauf die miteinander zu kuppelnden Teile synchronisiert werden, und den Träger 112 mit den Synchronisierblockierringen derart zu verbinden, dass zwischen den Ringen und dem Träger 112 eine geringe Relativverdrehung erfolgen kann, sind auch hier mehrere Schubglieder 141 vorgesehen, die ein verhältnismässig leichtes Gewicht und geringe Trägheit haben, in gleichen Abständen voneinander am Umfang des Trägers 112 angeordnet sind und parallel zu dessen Achse liegen. Jedes Schubglied ist in einer Rinne 130 angeordnet, die sich quer tiber den verzahnten Umfang des Trägers 112 erstreckt.
Die Schubglieder haben nach innen umgebogene Flanschenden 142, die in radial gerichtete Nuten eingreifen, welche in den benachbarten Flächen der gegenüberliegenden Synchronisierblockierringe liegen. Die Aussparungen 143 haben eine etwas grössere Breite als die Schubglieder 141 ; wenn also auch die Schubglieder gegenüber dem Träger 112 gegen Seitenverschiebung gesichert sind, so können doch die Ringe 124 und 125 sich gegenüber dem Träger 112 um einen Betrag verdrehen, der durch den Breitenunterschied zwischen den Aussparungen 143 und der Breite des Schubgliedes 141 bestimmt ist. Dieser Breitenunterschied ist zweckmässig ungefähr ebenso gross ; auf keinen Fall aber grösser, als die Gesamtbreite eines der Blockierzähne 133 oder 134.
Die Tiefe der Aussparungen 143 ist so gewählt, dass eine Längsbewegung der Schubglieder 141 nach links oder nach rechts (Fig. 17) zur Folge hat, dass die Enden der Schubglieder auf die Innenwandungen der Aussparungen in dem betreffenden Synchronisierblockierring stossen, so dass dieser Ring sich zusammen mit den Schubgliedern bewegt und in Reibungseingriff mit dem Reibkupplungsgegenstück kommt, das von dem Rad 103 oder 108 getragen wird.
Jedes der Schubglieder 141 kann in der Mitte eine radial nach aussen geöffnete kegelige Aussparung 144 aufweisen, in der eine Stahlkugel 145 liegt, die in eine Ringnut 146 eingreift, die sich längs der verzahnten Innenwand der Klauenkupplungsmuffe 114 etwa in dessen Mitte erstreckt. Ein Gummikis-
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sen 147 ist zwischen jedem Schubglied 141 und der Bodenwand der zugehörigen Aufnahmenut 130 im Träger 112 vorgesehen und dient dazu, das Schubglied 141 radial nach aussen nachgiebig gegen die Innenwand der Klauenkupplungsmuffe 114 zu drücken, so dass die Stahlkugel 145 nachgiebig in die Nut 146 eingreift.
Bei der anfänglichen Bewegung der Kupplungsmuffe 114 in Richtung auf einen der ihr angepassten Teile 121,122 nimmt das Schubglied 141 an der Bewegung teil, legt sich gegen einen der Synchronisierblockierringe 124 oder 125 und bringt diesen je nach der Richtung, in der die Kupplungsmuffe 114 gedrängt wird, mit dem zugehörigen andern Kupplungsteil in Eingriff. Infolge dieser anfänglichen Axialbewegung des Synchronisierblockierringes wird der Ring, wenn er mit seinem andern Reibkupplungsteil in Eingriff kommt, sich mit diesem Teil drehen und so eine Relativverdrehung zwischen Ring und Träger 112 in der Bewegungsrichtung desjenigen Teiles verursachen, der mit höherer Geschwindigkeit umläuft ; auf diese Weise wird erreicht, dass die abgeschrägten Flächen der Blockierzähne und der Klauenkupplungszähne 115 in Blockiereingriff gelangen.
Einer weiteren Bewegung der Klauenkupplungsmuffe 114 wird durch die abgeschrägte Fläche der Blockierzähne entgegengewirkt, auch wenn auf die Kupplungsmuffe 114 eine erhebliche Kraft ausgeübt wird, die bestrebt Ist, sie mit dem jeweils gewüJ. 1schtenKlauenkupplungs- ergänzungsstück in Eingriff zu bringen. Dieser Widerstand gegenüber dem Kupplungseingriff bleibt so lange bestehen, bis der mit der Klauenkupplung zu verbindende Teil mit dieser synchrone Geschwindigkeit angenommen hat ; in diesem Augenblick wird eine relative Bewegungsumkehr erfolgen, die bewirkt, dass der Synchronisierblockierring in eine Stellung gelangt, in der die Blockierzähne in Übereinstimmung mit den Zähnen 116 des Trägers 112 liegen. Wenn diese Stellung erreicht ist, wird der Kupplungsbewegung der Muffe 114 kein weiterer Widerstand entgegengesetzt.
Die Muffe 114 kann daher in Kupplungseingriff mit den Zähnen 121 oder 122 gedrängt werden, wobei die nachgiebige Verbindung zwischen den Schubgliedern 141 und der Ringnut 146 der Kupplungsmuffe 114 unter der Einwirkung der Kraft unterbrochen wird, die angewendet wird, um die Kupplungsmuffe 114 zu bewegen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung besitzt Vorzüge, die bei den bekannten Getriebesynchronisiervorrichtungen des Blockiertyps nicht erzielbar sind ; unter anderem weist die neue Einrichtung den Vorteil auf, dass die Schubglieder 141 nebst der ihnen zugeordneten Teile eine doppelte Funktion ausüben, u. zw. einerseits eine Einrichtung bilden, um einen Axialdruck von der Kupplungsmuffe 114 auf den Syn- chronisierblockierring zu übertragen, und anderseits eine Einrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe eine Antriebsverbindung zwischen dem Träger 112 und dem Synchronisierblockierring geschaffen wird, derart, dass zwischen dem Ring und dem Träger eine geringe Relativverdrehung stattfinden kann.
Bisher war es üblich, auf dem Blockierring feste Ansätze anzuordnen oder Bolzen vorzusehen, die mit dem Ring und mit dem Träger 112 in Eingriff kommen, um eine solche umlaufende Antriebsverbindung mit Spiel herzustellen. Eine derartige Bauart erschwert jedoch nicht nur die Herstellung der Synchronisierblockierringe, sondern bedingt im Falle der vorerwähnten Ansätze auch einen erheblichen Verbrauch an kostspieligem Baustoff, nämlich der Gussbronze, aus dem solche Ringe hergestellt werden.
Abgesehen von der Doppelfunktion der Schubglieder 141 findet bei der neuen Synchronisiereinrichtung als Mittel, um die Schubglieder 141 radial nach aussen gegen die genutete Innenwand der Kupplungsmuffe 114 zu drücken und damit eine lösbare Verbindung zwischen den Schubgliedern und der Kupplungsmuffe zu schaffen, ein nachgiebiger Block 147 Anwendung, der aus Gummi oder einem andern nachgiebigen Baustoff besteht, der weder bricht noch infolge Abnutzung reisst und sich so etwa lockert und die Getriebeteile gefährdet. Wird als Baustoff für das Kissen vulkanisierter Gummi verwendet, so wird dieser Gummi zweckmässig mit einer Schutzschicht überzogen, die verhindert, dass Schmiermittel mit dem Gummi in Berührung kommt und ihn auf diese Weise zerstört.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass die Schubglieder gegenüber den mit ihnen zusammenwirkenden Teilen so angeordnet sind, dass der Druck senkrecht gegen die hinteren Stirnflächen der Synchronisierblockierringe gerichtet ist. Auf diese Weise ist die Möglichkeit ausgeschlossen, dass unzulässig hohe Beanspruchungen auf einzelne Teile des Ringes, beispielsweise die die Blockierzähne tragenden Teile, ausgeübt werden.
Das Überlappen der ausgesparten Teile des Synchronisierblockierringes und der Schubglieder bedeutet eine Verbesserung, da auf diese Weise ein verhältnismässig hohes Drehmoment zwischen Träger 112 und Ring während des Synchronisiervorganges übertragen werden kann. Dieses Merkmal ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn synchroner Lauf zwischen den das Drehmoment übertragenden Teilen rasch hergestellt werden soll und ein erheblicher Druck auf die Schaltgabel 117 ausgeübt wird.
In Fig. 21 ist eine Abänderungsform der Einrichtung nach Fig. 17 veranschaulicht, die von letzterer nur insofern abweicht, als an Stelle des nachgiebigen Kissens 147 eine kegelige Druckfeder 150 zur An-
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wendung kommt. Das innere Ende dieser Federn legt sich unmittelbar gegen die Bodenwand des Kanals 130, während der obere Federteil die kegelförmige Einsenkung in dem Schubglied 141 umfasst. Da das schmälere Ende der Feder sich auf der Bodenwand des Kanals 130 abstützt, ist die Möglichkeit, dass sie sich verstellt, nur gering ; die inneren Wandflächen der kegeligen Vertiefung des Schubgliedes 141 dienen zur Sicherung des äusseren breiteren Endes der Spiralfeder.
Auch diese Anordnung ist ebenso wie die weiter oben mit Bezug auf die Anwendung eines Radialdruckes gegen das Schubglied 141 beschriebene Einrichtung baulich einfach gestaltet und kann leicht in die Synchronisiereinrichtung eingesetzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Synchronisiervorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe von Kraftfahrzeugen mit einem axial unverschiebbaren Kupplungstragteil, mit einem axial verschiebbaren, den Kupplungstragteil umschliessenden und diesem gegenüber undrehbaren Kupplungselement und mit einem Synchronisierring, der durch mehrere zur Drehachse im wesentlichen parallele, im Kupplungstragteil verschiebbar angeordnete und mit radial gerichteten Federelementen versehene Druckstäbe mit Hilfe des Kupplungselementes an eine Reibfläche des zu kuppelnden Zahnrades andrückbar ist, wobei nach erreichtem Gleichlauf die Kupplungsverzahnung des Kupplungselementes in eine Verzahnung des Zahnrades einschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die als Schubglieder dienenden Druckstäbe (41, 41 a.
41 b, 41 c, 141) zwischen der Kupplungsmuffe (14, 14a, 14b, 114) und dem Kupplungsträger (12, dz 112) und bzw. oder dem Synchronisierring (24,25, 124,125, 24a, 25a) federnd und zumindest gegenüber einem dieser Teile verschiebbar angeordnet sind.