CH217107A - Synchronisiereinrichtung an Klauenkupplungen, insbesondere für Zahnräderwechselgetriebe von Kraftfahrzeugen. - Google Patents

Description

  Synchronisiereinrichtung an Klauenkupplungen, insbesondere für  Zahnräderwechselgetriebe von Kraftfahrzeugen.    Die Erfindung betrifft eine     Synchronisier-          einrichtung    an Klauenkupplungen, insbeson  dere für Zahnräderwechselgetriebe von Kraft  fahrzeugen,     bei    welcher die     verschiebbare     Schaltmuffe als der eine Kupplungsteil mit  einem Reibkörper versehen     ist,    der vor dem       Eingriff    der Klauen in Reibungseingriff mit  dem andern     Kupplungsteil    gelangt und wobei  Mittel vorgesehen sind, die das     Ineingriff-          bringen    der Klauenkränze so lange verhindern,

    bis Gleichlauf zwischen den Kupplungsteilen  vorhanden ist.  



  Es ist eine Synchronisiereinrichtung be  kannt geworden, bei der zur anfänglichen  Verhinderung des Gegeneinandertreffens der  Kupplungsklauenkränze bis zur Erreichung  des Gleichlaufes zur Übertragung der Dreh  bewegung der Schaltmuffe auf den Reibkör  per achsparallele Stössel benutzt wenden, die  in der Schaltmuffe derart gelagert sind, dass  sie sich unter Wirkung     axialer    Kräfte in    ihren Lagern längsverschieben, sich in diesen  aber festklemmen, wenn sie quer zur Achse  wirkenden Drehmomenten ausgesetzt werden.  



  Diese durch Reibungsschluss den Ein  griff der Klauen verhindernde     Einrichtung     hat grosse Nachteile. Die     Stössel        und    auch die       Schaltmuffe    und die Reibkörper müssen mit       Rücksicht    auf die     auftretenden        ungünstigen     Belastungen besonders     kräftig    sein und in  folge der erforderlichen langen     Führung    der  Stössel ergibt sich für die Kupplung eine  grosse Baulänge.

   Weiter ist die bekannte     Syn-          chronisiereinrichtung        insofern        ungünstig,    als  die Stössel infolge     unvermeidlicher    Ausfüh  rungsungenauigkeiten und bei     wechselnden     Schmierverhältnissen nicht immer einwand  frei gleichmässig zu sperren vermögen.  



  Gegenüber der     erwähnten    bekannten Ein  richtung wird bei der     Einrichtung    gemäss der  Erfindung zwischen der Schaltmuffe und  dem     Reibkörper    eine     Sperrwirkung    hervor-      gebracht, die, wie es sich beim betriebsmässi  gen Gebrauch erwiesen hat, in     verschiedener     Hinsicht besser geeignet ist.

   Sie wird dadurch  erreicht. dass zur Verriegelung des verschieb  baren Klauenteils der Schaltmuffe wenig  stens annähernd radial bewegliche Sperrkör  per vorgesehen sind, die durch Drehmoment  wirkung zur Anlage an in Umfangsrichtung  verlaufenden Ausnehmungen gezwungen wer  den, bis sie bei Gleichlauf durch     Eintritt    in  axial verlaufende Ausnehmungen die Ver  schiebung dieses Klauenteils ermöglichen.  



  Die Sperrkörper können sich durch beson  dere Einfachheit auszeichnen und den Bau  der gesamten Kupplung einfach und raum  sparend gestalten. Eine reichliche Verkür  zung in axialer Richtung ist sehr willkom  men in Getrieben, in denen mehrere Gruppen  von Rädern mit entsprechender Mehrfach  anordnung von Synchronisiereinrichtungen       hintereinander    bestehen. Neben einer Einspa  rung an Getriebebaulänge ermöglichen diese  Sperrkörper auch eine Verringerung an Bau  höhe, insofern als die Durchmesser der Kupp  lungsmuffe und der Reibkörper aufs min  deste beschränkt werden können und dadurch  auch der Abstand zwischen dem Hauptwellen  zug und der Vorgelegewelle klein bemessen  werden kann.  



  Hinsichtlich der Anordnung der radial be  weglichen Sperrkörper sowie der Anordnung  und Gestaltung der für dieselben     benötigten     Ausnehmungen sind im Rahmen der Erfin  dung verschiedene Ausführungen in Anpas  sung an verschiedene Kupplungsarten mög  lich, wie es die Zeichnung erkennen lässt.  



  Fig. 1. zeigt eine erste Ausführungsform  der Synchronisiereinrichtung an einer Ge  triebeklauenkupplung im Längsschnitt.  



  Fig. 2 zeigt einige Teile der Kupplung  von oben in Richtung des Pfeils 0 in Fig. 1  gesehen.  



  Fig. 3 zeigt einen teilweisen Querschnitt  nach Linie III-III der Fig. 1, wobei der  dargestellte     Sperrkörper    in Ruhe erscheint.  



  Fig. 4 zeigt einen gleichen Schnitt wie  Fig. 3, jedoch erscheint darin der Sperrkör  per in Sperrstellung.    Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform  der Einrichtung im Längsschnitt.  



  Fig. 6 lässt im Längsschnitt eine Einrich  tung ähnlich der nach Fig. 1 erkennen, wobei  sie eine     Weiterbildung    darstellt.  



  Fig. 7 zeigt Einzelteile der Einrichtung  nach Fig. 6 von oben gesehen.  



  Bei der Ausführung gemäss Fig. 1 bis 4  ist beispielsweise angenommen, dass mit einem  auf einer treibenden Welle festen Zahnrad 2  eine Welle 6 zu kuppeln ist. Das Zahnrad 2  besitzt einen Klauenkranz 3 und auf einem  Vorsprung 4 eine kegelige Reibfläche 5. Auf  die Welle 6 ist     mittels    Keile 7 und dazwi  schenliegender Nuten der     innere    Schalt  muffenteil 10 achsial verschiebbar geführt  und in diesem ruht lose koachsial geführt ein  Reibteil 11 mit einer kegeligen Reibfläche 12,  die der Reibfläche 5 des Rades 2 gegenüber  steht.

   Der innere Muffenteil 10 besitzt aussen  den Klauenkranz 13, der in seiner Bemessung  dem Klauenkranz 3 entspricht, und auf dem  Klauenkranz 13 ist achsial verschiebbar der  äussere Muffenteil 15 geführt, der dazu be  stimmt ist, zwecks endgültigem Kuppeln der       Getriebeteile    mit seinen Klauen 16 auf den  Klauenkranz 3 des Rades 2 geschoben zu wer  den. Die Klauen des     Kranzes    3 und die  Klauen 16 des Muffenteils 15 sind vorteil  haft an ihren zueinandergekehrten Enden ab  gerundet, etwa wie in Fig. 2 dargestellt ist.  Der äussere Muffenteil 15 ist für gewöhnlich  gegen willkürliche achsiale Verschiebung ge  sichert, und zwar zum Beispiel mit Hilfe eines       Spreizringes    18, der in eine Ringnut 19 des  Muffenteils 10 eingesetzt ist.

   Der Spreizring  18 federt in eine Rille 20 des äussern Muffen  teils 15     und    besitzt seitlich Schrägflächen 21.  



  Der Reibteil<B>11</B> besitzt an seinem Um  fange zweckmässig mehrere achsialgerichtete  Einkerbungen mit symmetrisch zueinander  stehenden Anlageflächen 22 und in diesen       Einkerbungen    lagern Sperrkörper 23 (z. B.  Kugeln), die im übrigen in     Durchbrechungen     24 des innern     Muffenteils    10 genau     oder    an  nähernd radial beweglich gehalten sind.

   Im  Bereich der erwähnten     Sperrkörper    besitzen  einzelne Zähne des äussern     Schaltmuffenteils         15 in Umfangsrichtung verlaufende     Ausneh-          mungen    25, die in achsialer Richtung von  gegenüberstehenden Anlageflächen     \36    be  grenzt sind. An Stelle einzelner     Ausnehmun-          gen    kann auch eine durchgehende Umfangs  rille in den äussern Muffenteil 15 eingedreht  sein, die     ebenfalls    Ansageflächen aufweist.  



  Der äussere Muffenteil 15 nimmt in einer  Ringnut 30 den Schalthebel 31 .auf.  



  Soll die Welle 6 mit dem treibenden Teil,  das heisst mit dem Rad 2 gekuppelt werden,  so wirkt die Einrichtung wie folgt:  Wird der Schalthebel 31     in        Pfeilrichtung     a bewegt, so werden     zunächst    beide Schalt  muffenteile 10, 15 mitverschoben, und es  kommt die Reibfläche 12 des Teils 11 an die  Reibfläche 5 zur Anlage, so dass der Reib  teil 11 und durch     Vermittlung    der Sperr  körper 23 beide Schaltmuffenteile 10, 15 mit    in Drehung versetzt werden.

   Gleichzeitig be  wirkt das aufgenommene Drehmoment     unter     Vermittlung je einer Anlagefläche 22 des       Reibteils    11 zwangsweise die radiale Be  wegung der Sperrkörper 23 nach aussen in die  Ausnehmungen 25 des äussern Muffenteils 15,  an welchen sie durch Anlage den äussern  Muffenteil gegen achsiale Verschiebung sper  ren. Es kann infolgedessen selbst bei     starkem     Schaltdruck auf den Hebel 31 der äussere  Muffenteil 15 nicht verschoben werden, so  lange noch ein     Drehzahlunterschied    zwischen  dem Rad 2 und dem Reibteil 11 besteht.

    Wird nun annähernder oder vollständiger  Gleichlauf zwischen den erwähnten Teilen  erreicht, so entfällt der radiale Pressdruck,  mit dem vorher die     Sperrkörper    23 in den  äussern Muffenteil 15 gedrückt wurden, und  dieser Muffenteil kann dann unter Rückver  schiebung -der Sperrkörper in die achsialen  Einkerbungen des     Reibteils    11 für sich in  der Pfeilrichtung a weitergeschoben werden,  so dass der Muffenteil 15 mit seinen Klauen  16 mit dem Klauenkranz 3 des Rades 2 in  Eingriff gelangt. In Fig. 1 ist die endgültige  Einrückstellung des äussern Muffenteils  strichpunktiert angedeutet.  



  Die sonstige, das heisst normale     Sperrung     der beiden Muffenteile 10 und 15 zueinander         erfolgt    wie erwähnt mit Hilfe des     Spreiz-          ringes    18. Soll,der äussere Muffenteil 15 für  sich verschoben werden, so     kann.    dies erfol  gen, nachdem mit der einen Schrägfläche 21  der Rille 20 der Spreizring 18 nach innen ge  drängt ist.  



  Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5  sind die verschiedenen Einzelteile etwas an  ders angeordnet. Hier besteht nur     ein    mit  einem Klauenkranz 34 versehener Schalt  muffenteil 35, der auf -der     Triebwelle    6 mit  tels Keile und Nuten achsial verschieblich ist.  In diesem Teil führt sich der die Kegelreib  fläche 12 tragende Reibteil 36 und ist an  einer Stelle mittels eines     Spreizringes    37 in  seiner Ruhelage gesichert. Der     Spreizring    37  besitzt Schrägflächen 38, denen gegenüber im  Muffenteil 35 entsprechende Schrägflächen  gebildet sind, und zwar in     einer    im Muffen  teil 35 befindlichen Rille.  



  Die Nabe 40 des Muffenteils 35 besitzt    im Umfang mehrere Durchbrechungen 41, in  denen     Sperrkörper    42 radial beweglich ge  führt sind. Für diese Sperrkörper sind einer  seits in der Triebwelle 6 in Umfangsrichtung  verlaufende. Ausnehmungen 43 vorgesehen,  die von Anlageflächen 45 begrenzt     sind,    wäh  rend im Reibteil 36 zur     zeitweisen    Aufnahme  der Sperrkörper 42     achsial    gerichtete Einker  bungen mit Anlageflächen 44 bestehen, und  zwar in übereinstimmender Weise wie die  Anlageflächen 22 bei dem     erstbeschriebenen     Ausführungsbeispiel.  



  Die Wirkung der Einrichtung gemäss       Fig.    5 ist folgende:  Wird der     Muffenteil   <B>35</B> in der Pfeilrich  tung a bewegt, so gelangt der Reibteil 36     mit     seiner Kegelfläche 12 auf die Gegenkegel  fläche 5 des Rades 2. Das aufgenommene  Drehmoment     sperrt    sogleich mittels einer der  Anlageflächen 44 des     Reibteils    36 die vor  läufige     achsiale    Weiterbewegung des     Muffen-          teils    35, und zwar dadurch, dass die Sperr  körper 42 in die     Ausnehmungen    43 der Welle  6 gedrängt werden.

   Die     Sperrung    hält so  lange an, bis Gleichlauf     zwischen    den Ge  triebeteilen erreicht ist.     Unmittelbar    hierauf  erfolgt mit fortschreitender Schaltbewegung           vermittelst    der einen Schrägfläche 45 der  Ausnehmungen 43 ein Herausbewegen der  Sperrkörper 42 aus den Ausnehmungen 43,  und der Neffenteil 35 kann nach Überwin  dung der Federwirkung des Spreizringes 37  ungehindert seine endgültige Einrückbe  wegung in die strichpunktiert angedeutete  Stellung vollführen, in der der Klauenkranz  34 sich mit dem Klauenkranz 3 des Rades in  Eingriff befindet.  



  Bei der in Fig. 6 und 7 dargestellten Aus  führungsform besteht wiederum die Aufgabe,  mit einem auf einer treibenden Welle 50  sitzenden Zahnrad 51 eine Triebwelle 52 zu  kuppeln. Dieserhalb ist mit dem Zahnrad 51  ein Klauenkranz 53 vereinigt und auf dieser  Welle :i2 ist ein innerer Schaltmuffenteil 54  mit Keilen und Nuten achsial verschiebbar  geführt. Der äussere Muffenteil 55 sitzt mit  tels der Klauen 56 auf dem innern Muffen  teil 54. In eine Ringnut des Muffenteils 55  greift die     Schaltgabel    57 ein. Die Klauen 56  des Muffenteils 55 stimmen in ihren Abmes  sungen mit den Klauen des Kranzes 53 des  Rades 51 überein, so dass nach entsprechen  der achsialer Verschiebung des Muffenteils  55 der Eingriff mit dem Klauenkranz 53 er  folgen kann.

   Die Klauen sind an ihren zuein  ander gekehrten Enden     vorteilhaft    abgerun  det.  



  Die Ruhestellung der Muffenteile 54 und  55 zueinander wird durch einen Spreizring 58       gesichert,    der mit Schrägflächen     58a    ver  sehen ist und in eine im Muffenteil 55 einge  drehte Rille passt. In dem innern Muffenteil  54 ist ein Reibteil 59 lose koachsial gehal  ten, der eine kegelige Reibfläche 60 besitzt  und an seinem Umfange mit einigen achsial  gerichteten Einkerbungen versehen ist. die  von symmetrisch zueinander stehenden An  lageflächen 61 begrenzt sind.

   An die Anlage  flächen 61 können sieh Sperrkörper 62 (Ku  geln) legen, die in Durchbrechungen 63 im  Muffenteil 54 radial beweglich geführt sind,  und im übrigen     besitzt        an    den Stellen der  Durchbrechungen 63 der äussere Muffenteil  55 in Umfangsrichtung verlaufende     Ausneh-          mungen    65, die in achsialer Richtung von    Anlageflächen 66 begrenzt werden. An Stelle  dieser Ausnehmungen kann auch eine durch  gehende     Umfangsrille    in den     äussern    Muffen  teil 55 eingearbeitet     sein.     



  Gegenüber der Reibfläche 60 des     Reibteils     59 ist ein     Vorsprung    67 am     Rad    51 vorge  sehen, der die Gegenkegelreibfläche 68 trägt.  Der Vorsprung bildet hier einen besonderen  Körper, der sich gegenüber dem Rad 51 dre  hen kann     und    nur mit     Hilfe    eines     Spreiz-          ringes    69 gegen achsiale Verschiebung ge  sichert ist.

   Zwischen dem     Rad    51 und der  Welle 52 ist ein Lamellenpaket eingesetzt,  das einerseits     aus    den auf der Welle 52       geführten    Innenlamellen 71     und    ander  seits aus den im Rad 51     geführten    Aussen  lamellen 73 besteht. Dieses Lamellen  paket erhält im Rad 51 seine achsiale Be  grenzung durch einen Spreizring 74. Die nach  dem Vorsprung 67 zu gerichtete Aussen  lamelle 75 besitzt einen Kranz von Zähnen  76, die     beidseitig    von Schrägflächen 77 be  grenzt sind. Diesen Schrägflächen 77 gegen  über     stehen    Schrägflächen 78 von Zähnen 79,  die am Vorsprung 67     festsitzen.     



  Die     Wirkungsweise    der Einrichtung ge  mäss Fig. 6 und 7 ist folgende:  Wenn die Schaltgabel 57 in der Pfeil  richtung a bewegt wird, so gelangen beide  Schaltmuffenteile 54, 55 in Drehung, sobald  der Reibteil 59 bezw. dessen Reibfläche 60  auf der Reibfläche 68 des Vorsprunges 67  zur     Anlage    kommt. Mit     aufkommendem     Drehmoment werden sogleich die Sperrkörper  62 mit Hilfe einer der Anlageflächen 61 in  die Ausnehmungen 65 des äussern Muffenteils  55 bewegt und dieser Muffenteil damit gegen  achsiale Verschiebung gesperrt.

   Das Dreh  moment tritt ferner an den     Schrägflächen    78  und 77 des     Vorsprunges    67 und der Aussen  lamelle 75 des Lamellenpaketes auf und be  wirkt ein Kuppeln der Lamellenkupplung  zwecks     rascheren        Angleichens    der Drehge  schwindigkeiten der Getriebeteile als nur mit  den Reibflächen.

   Diese Kupplung wirkt also  als     Synchronisierkupplung.    Sobald zwischen  den Getriebeteilen annähernd oder vollständig      Gleichlauf     eingetreten    ist, werden unter dem  steten Schaltdruck in     Pfeilrichtung    a mit  Hilfe der einen Anlagefläche 66 der     Ausneh-          mungen    65 im äussern Muffenteil 55 die       Sperrkörper    62 in die Einkerbungen des Reib  teils 59 zurückgedrängt und der äussere Muf  fenteil 55 kann unter Überwindung der Fe  derkraft des Spreizringes 58 für sich weiter  verschoben werden, um schliesslich mit seinen  Klauen 56 in den Klauenkranz 53 des Rades  51 in Eingriff zu gelangen, womit das end  gültige Kuppeln vollzogen ist.

   Die     Endschalt-          stellung    des äussern Muffenteils 55 ist in  Fig. 6 in strichpunktierten Linien angedeutet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Synchronisiereinrichtung an Klauenkupp lungen, insbesondere für Zahnräderwechsel getriebe von Kraftfahrzeugen, bei welcher die verschiebbare Schaltmuffe als der eine Kupp lungsteil mit einem Reibkörper versehen ist, der vor dem Eingriff der Klauen in Rei bungseingriff mit dem andern Kupplungsteil gelangt und wobei Mittel vorgesehen sind, die das Ineingriffbringen der Klauenkränze so lange verhindern, bis Gleichlauf erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verriege lung des verschiebbaren Klauenteils der Schaltmuffe wenigstens annähernd radial be wegliche Sperrkörper vorgesehen sind,

   die durch Drehmomentwirkung zur Anlage an in Umfangsrichtung verlaufenden Ausneh- mungen gezwungen werden, bis sie bei Gleich lauf durch Eintritt in axial verlaufende Aus nehmungen die Verschiebung dieses Klauen teils ermöglichen. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Synchronisiereinrichtung nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der Triebwelle mittels Keile und Nuten geführte Muffenteil (10), der den verschieb baren Klauenteil (15) trägt, :die Sperrkörper (23) in radialen Ausnehmungen (24) führt, wobei im verschiebbaren Klauenteil (15) in der Umfangsrichtung verlaufende Ausneh- mungen (25) für die Sperrkörper vorgesehen sind und der im innern Muffenteil (10) ge führte Reibteil (11) achsialgerichtete Einker bungen (22) zur Aufnahme der Sperrkörper besitzt. 2.

   Synchronisiereinrichtung nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der mit den Klauen versehene Schaltmuffenteil (35) in seiner Nabe (40), mit der er auf der Triebwelle (6) mittels Keile und Nuten ge führt ist, die Sperrkörper (42) in radialen Ausnehmungen (41) führt, wobei in der Triebwelle in der Umfangsrichtung verlau fende Ausnehmungen (43) für die Sperrkör per vorgesehen sind und der in dem Schalt muffenteil (35) geführte Reibteil (36) längs gerichtete Einkerbungen (44) zur Aufnahme der Sperrkörper besitzt. 3. Synchronisiereinrichtung nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrkörper Kugeln sind.

   4. Snychronisiereinrichtung nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der an dem einen Kupplungsteil (51) vorgesehene Reibteil (67) lose drehbar an diesem angeord net und mit diesem durch eine besondere La mellenkupplung verbunden ist, wobei eine Lamelle (75) dieser Kupplung einerseits und der lose drehbare Reibteil (67) anderseits zu sammenwirkende Zahnkränze mit doppelt ab geschrägten Zähnen (76, 79) besitzen.