Selbstschaltende Synchronkupplung Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbst schaltende Synchronkupplung mit einem ersten und einem dazu koaxial angeordneten zweiten Rota tionskupplungsglied, wobei das erste Glied mit Klauenkupplungszähnen versehen ist und das zweite Glied ein mit Kupplungszähnen versehenes Zwi schenglied aufweist, welches dazu bestimmt ist, be züglich dem zweiten Kupplungsglied schraubenförmig verschoben zu werden, um seine Zähne in oder ausser Volleingriff mit den Zähnen des ersten Glie des zu bringen. Die üblichsten bei solchen Kupp lungen zum Zwecke des Einrückens der Kupp lung verwendeten Mittel umfassen eine oder meh rere Sperrklinken, welche vom ersten Glied oder vom Zwischenglied getragen werden und deren Nasen sich im radialen Sinne bewegen.
Im über hol- oder Freilaufzustand der Kupplung ratschen die Nasen der Sperrklinken unter oder über den Vorsprüngen des Gliedes, das keine Sperrklinke trägt, wobei genannte Vorsprünge beispielsweise die Zähne des in Frage stehenden Gliedes sind. Wenn der Sinn der relativen Winkelbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied in der Richtung zur Bewirkung des Einkuppelns ist, so wird die Sperrklinke oder eine der Sperrklinken von einem der Vorsprünge erfasst, wodurch bewirkt wird, dass sich das Zwischenglied schraubenartig auf dem zweiten Glied bewegt, wodurch seine Zähne genau in Linie für ein sauberes Eingreifen mit den Zähnen am ersten Glied gebracht werden.
Eine Kupplung der oben beschriebenen Art arbeitet in der Praxis sehr gut, ausser bei hohen Winkelgeschwindigkeiten des Gliedes, das die Sperr klinken trägt. Bei hohen Winkelgeschwindigkeiten kann die Zentrifugalbelastung an den Drehzapfen der Sperrklinken derart sein, dass die Reibung zwi schen den Zapfen und den Sperrklinken letztere am freien Drehen auf ihren Zapfen verhindert und die Sperrklinken unwirksam werden, was zu einem Versagen des Mechanismus führt. Eine Kupplung dieser Art ist auch ungeeignet für Verwendung in Fällen, in denen die Kupplung genötigt ist, wäh rend langer Perioden im überholzustand mit rat schenden Sperrklinken zu arbeiten, im besonderen, wenn bei relativ hohen Drehzahlen beispielsweise sich die beiden Glieder in entgegengesetzten Dreh richtungen drehen.
Die erfindungsgemässe Synchronkupplung ist da durch gekennzeichnet, dass eines der beiden, das erste und das Zwischenglied bildenden Glieder ein Hilfsglied trägt, welches im Vergleich mit dem Zwischenglied eine geringere Massenträgheit auf weist und infolge Einrückens in das andere der beiden Glieder, das Einrücken der beiden Glieder in Zahneingriff einleitet, wobei federnde Mittel den Einrückvorgang zwischen dem Hilfsglied und dem andern Glied bei synchronem Lauf einleiten.
In den beiliegenden Zeichnungen sind einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar gestellt.
Fig. 1, 3, 5, 6, 7 und 8 sind Halbaufrisse. im Längsschnitt verschiedener Ausführungsformen der Kupplung gemäss der Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einiger der Zähne der Klauenkupplungszähne und der Zähne eines Hilfsgliedes der in Fig. 1 gezeigten Kupplung, und Fig. 4 ist eine Schnittansicht nach der Linie IV-IV in Fig. 3.
In der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist das erste Glied 1 mit einem Kranz von Innen klauenkupplungszähnen 2 ausgebildet, und das zweite Glied ist eine Welle 3, welche koaxial zum ersten Glied 1 angeordnet und mit Schraubenkeil- nuten versehen ist. Das Zwischenglied 4 ist auf der Welle 3 gelagert und ist mit Innenkeilen ausge bildet, welche mit den Keilnuten an der Welle 3 in Eingriff stehen, wodurch das Zwischenglied 4 eine schraubenartige Bewegung auf der Welle 3 ausführen kann.
Das Zwischenglied 4 ist mit einem Kranz von Aussenklauenkupplungszähnen 5 ver sehen, die in Eingriff mit den Innenzähnen 2 des ersten Gliedes 1 .gebracht werden können. Eine Schraubenfeder 6 ist auf der Welle 3 zwischen dem Zwischenglied 4 und einem axialen Anschlag 7 an der Welle 3 vorgesehen, wobei die Feder 6 so an geordnet ist, dass sie das Zwischenglied 4 axial in der Richtung zur Erzielung des anfänglichen Eingriffes der Kupplung drückt.
Am Ende des Zwischengliedes 4, am nächsten zu den Zähnen 2 des ersten Gliedes 1, ist eine axiale Verlängerung 8 vorgesehen, welche mit geraden Keilnuten aus gebildet ist, und auf genannter Verlängerung 8 ist ein leichter, geringere Massenträgheit als das Zwi schenglied 4 aufweisender Ring 9 gelagert, der mit geraden, mit den Keilnuten genannter Verlängerung 8 zusammenwirkenden Innenkeilen ausgebildet ist, um dem Ring 9 eine axiale Bewegung in bezug auf das Zwischenglied 4 zu ermöglichen. Der Ring 9 weist einen radial auswärts vorspringenden Flansch auf, an welchem Klauenkupplungszähne 10 gleich und im wesentlichen in Linie mit den Klauenkupp- lungszähnen 5 des Zwischengliedes 4 gebildet sind.
In einer dem Ring 9 benachbarten Stirnfläche des Zwischengliedes 4 ist eine Ausnehmung gebildet, in der eine schwache Druckschraubenfeder 11 an geordnet ist> Im Überholzustand der Kupplung gleiten die glatten gehärteten Stirnflächen der am Flansch des Ringes 9 angeordneten Zähne 10 an den gleichartigen Innenzähnen 2 des ersten Gliedes 1 vorbei. Die genannten zusammenwirkenden Stirn flächen der Zähne 10 und 2 sind vorzugsweise flach oder mit einer geringfügigen Abfasung (Fig 2) aus gebildet und auf geeignete Weise geschmiert.
Die Richtung der Abfasung ist eine solche, dass sie jeder Neigung der beiden Sätze von Zähnen 2 und 10, unter der Wirkung der Feder 11 in Eingriff zu kommen, entgegenwirkt, wenn sie im überhol zustande sind.
Wenn Synchronismus zwischen dem ersten und zweiten Glied 1 und 3 erreicht ist und die Rich tung der relativen Drehung dazu neigt, umzukehren, so wird der Ring 9, der, wie erwähnt, eine relativ geringe Massenträgheit aufweist, unter der Wir kung der Feder 11 in der Ausnehmung im Zwischen glied 4 so bewegt, dass seine Zähne genügend mit den Innenzähnen des ersten Gliedes in Eingriff kom men, um eine Antriebsverbindung zwischen den Zähnen 10 und den Zähnen 2 im ersten Glied 1 zu bewirken, worauf das Zwischenglied 4, wel ches im Vergleich zum Ring 9 verhältnismässig schwer ist, infolge der relativen Drehbewe gung zwischen dem Zwischenglied 4 und dem zweiten Glied 3 den Schraubenkeilnuten des genannten zweiten Gliedes 3 entlang gezogen wird,
um die Aussenzähne 5 an genanntem Zwischenglied 4 in vollen Eingriff mit den Innenzähnen 2 genann ten ersten Gliedes 1 zu bringen.
In einer andern Ausführungsform der Erfin dung (Fig. 3 und 4), die eine Variante zur oben be schriebenen ist, ist der oben erwähnte Ring 9, an statt mit Keilnuten auf dem Zwischenglied 4 gelagert zu sein, mit einer zylindrischen Ausladung ausge bildet, die radial geschlitzt ist, um eine Vielzahl von in gleichmässigen Abständen angeordneten Zäh nen 12 zu bilden, die zwischen den Zahnwurzeln der Aussenzähne 5 am Zwischenglied 4 angeordnet sind und axial durch dieselben geführt werden. Die Feder 13, die bestrebt ist, den Ring 9 in Eingriff mit dem ersten Glied 1 zu bringen, ist in diesem Falle zwischen einer Mutter 14 am Zwischenglied 4 und den freien Enden der Zähne 12 am Ring 9 angeordnet und ist in der Form einer das Zwischen glied 4 umgebenden Schraubenfeder ausgebildet.
Die Wirkungsweise dieser Kupplung entspricht der Wirkungsweise der in Fig. 1 und 2 gezeigten Kupp lung.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (Fig. 5) ist eine dünne ringförmige Federstahlscheibe 15 am ersten Glied 1 an der dem Zwischenglied 4 benachbarten Seite angeschraubt, wobei die Scheibe 15 mit Zähnen 16 versehen ist, welche radial ein wärts ausladen und der Form der Innenzähne 2 des ersten Gliedes 1 entsprechen und im wesent lichen mit den Innenzähnen 2 ausgefluchtet sind.
Die Zähne 16 an der ringförmigen Scheibe 15 sind in der Axialrichtung leicht federnd gekrümmt, näm lich gegen das Zwischenglied 4, welches durch eine schwache Feder 6, die die Welle 3 umgibt und zwischen dem Zwischenglied 4 und einem an der Welle 3 angeordneten Axialanschlag 7 angeordnet ist, gegen die Zähne 16 gedrückt wird. Während des überholens sind die Zähne 5 am Zwischen glied 4 in geschmeidigem Schmiegekontakt mit den Zähnen 16 an der ringförmigen Federstahlscheibe 15, so dass die Zähne 16 leicht gegen die Innen zähne 2 des ersten Gliedes 1 hin gedrückt werden.
Wenn das erste und das zweite Glied 1 resp. 3 im wesentlichen synchron laufen und der Sinn der rela tiven Drehung zwischen ihnen zum Umkehren neigt, so federn die Zähne 16 an der Scheibe 15 axial auswärts und greifen zwischen die Zähne 5 am Zwischenglied 4 ein, und als Folge genannter rela tiven Drehbewegung leiten sie eine Bewegung des Zwischengliedes 4 den Schraubenkeilnuten entlang gegen das erste Glied 1 ein, wobei die Bewegung des Zwischengliedes 4 in den vollen Eingriff mit dem ersten Glied 1 durch die Wirkung der Zähne 2 des ersten Gliedes 1 auf die Zähne 5 des Zwischen gliedes 4 sichergestellt wird.
Es versteht sich, dass, wie in den vorangehenden Ausführungsformen, der anfängliche Eingriff durch Teile, nämlich die Feder stahlzähne 16, an der ringförmigen Scheibe 15, be wirkt wird, die im Vergleich zu der Massenträg- heit des relativ schweren Zwischengliedes 4 eine sehr geringe Massenträgheit aufweist.
Bei einer in Fig.6 dargestellten Variante der Kupplung von Fig. 5 ist eine aussenverzahnte Feder stahlscheibe 17 am dem ersten Glied am nächsten liegenden Ende des Zwischengliedes 4 befestigt. Die Aussenzähne 18 der ringförmigen Scheibe 17 ent sprechen in der Form den Zähnen 5 am Zwischen glied 4 und sind im wesentlichen mit den Zähnen 5 aasgefluchtet und in der Axialrichtung, das heisst in Richtung des ersten Gliedes 1, leicht federnd aus wärts gekrümmt.
In jeder andern Hinsicht entspricht die Konstruktion derjenigen von Fig. 5, und die Wirkungsweise ist ebenfalls die gleiche, indem der anfängliche Eingriff zwischen den Innenzähnen 2 des ersten Gliedes 1 und den Zähnen 18 an der ringförmigen Scheibe 17 stattfindet, welch letztere Zähne 18 während des Überholvorganges zufolge der Wirkung der zwischen dem Zwischenglied 4 und dem Axialanschlag 7 angeordnete Schraubenfeder 6 leicht gegen das Zwischenglied 4 hin gedrückt wer den.
In den beiden letztbeschriebenen zwei Ausfüh rungsformen der Erfindung (Fig. 5 und 6) können die Zähne an der ringförmigen Scheibe ganz gering fügig schräggestellt oder verdreht sein, wobei die Richtung der Schrägstellung eine solche ist, dass wäh rend des Überholvorganges dem Eingreifen der Zähne an der Scheibe mit den damit zusammen arbeitenden Zähnen entgegengewirkt wird.
Fig.7 zeigt eine Kupplung, die ein Hilfsglied aufweist, welches, anstatt in bezug auf das Zwischen glied axial beweglich zu sein, gezwungen ist, in bezug auf das Zwischenglied eine beschränkte Schraubbewegung auszuführen, so dass der anfäng liche Eingriff der Zähne des Hilfsgliedes mit den damit zusammenwirkenden Klauenkupplungszähnen 2 von einer Schraubbewegung der Zähne des Hilfs gliedes in den weiteren Eingriff mit genannten zu sammenwirkenden Klauenkupplungszähnen gefolgt ist.
Gemäss Fig. 7 ist das Zwischenglied 4 mit Aussen schraubkeilnuten 24 ausgebildet, welche die gleiche Gangrichtung wie die Keilnuten an der Welle 3 aufweisen und welche die gleiche Ganghöhe oder eine andere Ganghöhe haben können. Das Hilfs- glied weist die Gestalt eines Ringes 25 von im Vergleich zum Zwischenglied 4 geringerer Massen trägheit auf und ist mit Innenschraubkeilen ausge bildet, welche mit genannten Aussenschraubkeilnuten 24 am Zwischenglied 4 zusammenarbeiten, so dass der Ring 25 gezwungen ist, sich auf dem Zwischen glied 4 schraubenartig zu bewegen.
Der Ring 25 ist mit einem Satz Klauenkupplungszähnen 26 aus gebildet, die mit den Innenklauenkupplungszähnen 2 des ersten Gliedes 1 in Eingriff gebracht wer den können. Eine schwache Feder 27 ist für ela stisches Drücken des leichten Hilfsgliedes 25 in der Richtung gegen das erste Glied 1 und ein Anschlag 28 für die Begrenzung der Axialbewegung des Hilfsgliedes 25 vorgesehen.
Im Betrieb und unter der Annahme, dass der Sinn der relativen Drehung des Kupplungsgliedes 1 und der Welle 3 ein solcher ist, um ein Ausrücken der Kupplung zu ergeben, befinden sich die Zähne 26 am Hilfsglied 25 unter der Wirkung der Feder 27 in leichtem Schmiegekontakt mit den Innen zähnen 2 des Kupplungsgliedes 1.
Wenn die relative Drehung umgekehrt wird, so ist die erste Auswir kung davon, dass im Moment nach Erreichung von Synchronismus die Zähne 26 des Hilfsgliedes 25 durch die Feder 27 in teilweisen Eingriff mit den Innenklauenkupplungszähnen 2 geschoben werden und, wenn die relative Drehung im neuen Drehsinn andauert, wird dann das Hilfsglied 25 dem Zwi schenglied 4 entlang geschraubt, bis sich seine Zähne 26 in vollem Eingriff mit den Innenklauen kupplungszähnen 2 befinden und die weitere Schraub bewegung des Hilfsgliedes 25 dem Zwischenglied 4 entlang durch den Axialanschlag 28 verhindert wird.
Die Zähne 26 am Hilfsglied 25 sind nun mit den Zähnen am Zwischenglied 4 axial aasgefluchtet. Fortgesetzte relative Drehung des Gliedes 1 und der Welle 3 im neuen Drehsinn bewirkt, dass das Zwischenglied 4 der Welle entlang geschraubt wird, damit seine Zähne 5 mit den Zähnen 2 des Kupp lungsgliedes 1 in Kupplungseingriff gebracht werden, wobei diese Bewegung des Zwischengliedes 4 zur Folge hat, dass sich das Hilfsglied 25 axial bewegt, bis, wenn die Zähne des Zwischengliedes 4 mit den Zähnen 2 des Kupplungsgliedes 1 in vollem Ein griff stehen, die Zähne 26 des, Hilfsgliedes 25 von den Zähnen 2 ausgerückt worden sind.
Weitere Axial bewegung des Zwischengliedes 4 wird durch einen Anschlag 30 verhindert, und das Glied 1 und die Welle 3 sind nun für übertragung des Drehmomen tes vom Glied 1 durch das- Zwischenglied 4 auf die Welle 3 zusammengekuppelt.
Wenn der Sinn der relativen Drehung wieder umgekehrt wird, so schraubt sich das Zwischen glied 4 entlang der Welle 3 zurück, wobei seine Zähne 5 ausser Eingriff mit den Zähnen 2 und die Zähne 26 des Hilfsgliedes 25 in Eingriff mit den Zähnen 2 gebracht werden; wenn die Axialbewe- gung des Zwischengliedes durch den Anschlag 31 zum Stillstand gebracht wird, so wird das Hilfsglied 25 dem Zwischenglied 4 entlang geschraubt, wobei die Feder 27 zusamengedrückt wird und die Zähne 26 ausser Eingriff mit den Zähnen 2 in eine Axial stellung bewegt werden, in der ein leichter Schmiege kontakt zwischen den Zähnen 26 und 2 von neuem stattfindet.
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der in Fig.7 gezeigten Art von Kupplung, welche mit einem zusätzlichen Merkmal versehen ist, nämlich einem am Kupplungszahnkranz 1 befestigten Ge häuse 32, das ein ringförmiges Reservoir bildet, um einen Ring von durch einen Einlasskanal 32 in der Welle 33 zugeführtem Schmieröl aufrechtzuer halten.
Der Ölring übt während des Überholvor ganges eine tangentiale Schleppkraft auf das Hilfs- kupplungsglied 25, das auf den Schraubkeilnuten 24 gelagert ist, aus und demzufolge wirkt die Schlepp kraft der Feder 27 entgegen und verringert den leichten Schmiegekontakt zwischen den Kupplungs zähnen 2 und den Zähnen 26, wenn eine relative Drehung zwischen genannten Kupplungszähnen be steht.
Die Schleppkraft verschwindet, wenn die rela tive Geschwindigkeit auf Null fällt, wenn also Gleich lauf der Kupplungsglieder erreicht ist, und demzu folge ist die Feder 27 dann zur Einleitung des Eingriffes zwischen den Zähnen 26 und 2 voll wirksam. Eine vorteilhafte Eigenschaft der tangen- tialen Schleppkraft, die von dem sich aus der Kon struktion in Fig. 8 ergebenden Ring von Schmier öl herrührt, besteht darin, dass bei hohen relativen Drehgeschwindigkeiten das Hilfsglied 25 entgegen dem Druck der schwachen Feder 27 aus dem Schmiegekontakt mit den Kupplungszähnen 2 be wegt.
Diese Eigenschaft kann auch auf die andern hier abgebildeten Kupplungskonstruktionen als Mittel zur Verringerung oder Aufhebung des Schmiegekontaktes zwischen den Kupplungszähnen bei hohen relativen Geschwindigkeiten angewandt werden.
Self-shifting synchro clutch The present invention relates to a self-shifting synchro clutch with a first and a coaxially arranged second Rota tion coupling member, wherein the first member is provided with claw coupling teeth and the second member has an intermediate member provided with coupling teeth, which is intended to be with respect to the second coupling member to be displaced helically in order to bring its teeth into or out of full engagement with the teeth of the first Glie. The most common means used in such couplings for the purpose of engaging the coupling comprise one or more pawls which are carried by the first link or the intermediate link and whose lugs move in the radial direction.
In the overrun or freewheeling state of the clutch, the lugs of the pawls ratchet under or over the projections of the member that does not have a pawl, said projections being, for example, the teeth of the member in question. When the sense of the relative angular movement between the first and second links is in the direction of effecting engagement, the pawl or one of the pawls will be engaged by one of the projections, causing the intermediate link to move helically on the second link which brings its teeth exactly in line for a neat engagement with the teeth on the first link.
A coupling of the type described above works very well in practice, except at high angular speeds of the member that carries the pawls. At high angular velocities, the centrifugal load on the pivot pins of the pawls can be such that the friction between the pins and the pawls prevents the latter from rotating freely on their pins and the pawls become ineffective, causing the mechanism to fail. A clutch of this type is also unsuitable for use in cases where the clutch is required to work with rat-restricting pawls during long periods in the overtaking state, especially when, for example, the two links rotate in opposite directions at relatively high speeds .
The synchronous clutch according to the invention is characterized in that one of the two links forming the first and the intermediate link carries an auxiliary link which, compared to the intermediate link, has a lower inertia and, as a result of engaging the other of the two links, the engagement of the two links initiates tooth engagement, resilient means initiating the engagement process between the auxiliary member and the other member in synchronous running.
In the accompanying drawings, some embodiments of the subject invention are shown.
Figures 1, 3, 5, 6, 7 and 8 are half-elevational views. in longitudinal section of various embodiments of the coupling according to the invention.
FIG. 2 is a schematic view of some of the teeth of the dog clutch teeth and the teeth of an auxiliary link of the clutch shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3.
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the first link 1 is formed with a ring of inner claw clutch teeth 2, and the second link is a shaft 3 which is arranged coaxially to the first link 1 and is provided with helical keyways. The intermediate member 4 is mounted on the shaft 3 and is formed with internal wedges which are in engagement with the keyways on the shaft 3, whereby the intermediate member 4 can perform a helical movement on the shaft 3.
The intermediate member 4 is seen ver with a ring of outer claw clutch teeth 5, which can be. A helical spring 6 is provided on the shaft 3 between the intermediate member 4 and an axial stop 7 on the shaft 3, the spring 6 being arranged so that it presses the intermediate member 4 axially in the direction to achieve the initial engagement of the clutch.
At the end of the intermediate member 4, closest to the teeth 2 of the first member 1, an axial extension 8 is provided, which is formed with straight splines, and on said extension 8 is a lighter, lower inertia than the inter mediate member 4 having ring 9, which is formed with straight inner wedges, called extension 8, cooperating with the keyways, in order to allow the ring 9 to move axially with respect to the intermediate member 4. The ring 9 has a radially outwardly projecting flange, on which claw clutch teeth 10 are formed identically and essentially in line with the claw clutch teeth 5 of the intermediate member 4.
In one of the end face of the intermediate member 4 adjacent to the ring 9, a recess is formed in which a weak compression coil spring 11 is arranged> In the overtaking state of the clutch, the smooth hardened end faces of the teeth 10 arranged on the flange of the ring 9 slide on the similar internal teeth 2 of the first Link 1 over. Said cooperating end faces of the teeth 10 and 2 are preferably flat or formed with a slight bevel (FIG. 2) and lubricated in a suitable manner.
The direction of the chamfer is such that it counteracts any tendency for the two sets of teeth 2 and 10 to come into engagement under the action of the spring 11 when they are in overtaking.
When synchronism between the first and second members 1 and 3 is achieved and the direction of the relative rotation tends to reverse, the ring 9, which, as mentioned, has a relatively low inertia, is under the action of the spring 11 in the recess in the intermediate member 4 is moved so that its teeth come into engagement with the internal teeth of the first member enough to cause a drive connection between the teeth 10 and the teeth 2 in the first member 1, whereupon the intermediate member 4, wel Ches im Compared to the ring 9 is relatively difficult, due to the relative Drehbewe supply between the intermediate member 4 and the second member 3 is drawn along the screw keyways of said second member 3,
to bring the external teeth 5 on said intermediate member 4 into full engagement with the internal teeth 2 th first member 1 mentioned.
In another embodiment of the inven tion (Fig. 3 and 4), which is a variant of the above be written, the above-mentioned ring 9, instead of being mounted with keyways on the intermediate member 4, is formed with a cylindrical projection, which is radially slotted to form a plurality of evenly spaced teeth 12 which are arranged between the tooth roots of the external teeth 5 on the intermediate member 4 and are guided axially through the same. The spring 13, which tends to bring the ring 9 into engagement with the first link 1, is in this case arranged between a nut 14 on the intermediate link 4 and the free ends of the teeth 12 on the ring 9 and is in the form of a das Formed between member 4 surrounding helical spring.
The operation of this clutch corresponds to the operation of the hitch shown in Figs. 1 and 2 development.
In a further embodiment of the invention (Fig. 5) a thin ring-shaped spring steel disk 15 is screwed to the first member 1 on the side adjacent to the intermediate member 4, the disk 15 being provided with teeth 16 which project radially inwards and the shape of the internal teeth 2 of the first link 1 correspond and are aligned with the internal teeth 2 in wesent union.
The teeth 16 on the annular disk 15 are slightly resiliently curved in the axial direction, namely against the intermediate member 4, which is arranged by a weak spring 6 that surrounds the shaft 3 and between the intermediate member 4 and an axial stop 7 arranged on the shaft 3 is pressed against the teeth 16. During the overtaking, the teeth 5 on the intermediate member 4 are in smooth snug contact with the teeth 16 on the annular spring steel disk 15, so that the teeth 16 are pressed slightly against the inner teeth 2 of the first member 1.
When the first and the second link 1, respectively. 3 run essentially synchronously and the sense of the rela tive rotation between them tends to reverse, the teeth 16 on the disc 15 spring axially outward and engage between the teeth 5 on the intermediate member 4, and as a result of said rela tive rotary movement they lead a Movement of the intermediate member 4 along the helical keyways against the first member 1, the movement of the intermediate member 4 into full engagement with the first member 1 by the action of the teeth 2 of the first member 1 on the teeth 5 of the intermediate member 4 is ensured.
It goes without saying that, as in the previous embodiments, the initial engagement by parts, namely the spring steel teeth 16, is effected on the annular disk 15, which is very low compared to the inertia of the relatively heavy intermediate member 4 Has inertia.
In a variant of the coupling of FIG. 5 shown in FIG. 6, an externally toothed spring steel disk 17 is attached to the end of the intermediate member 4 which is closest to the first member. The outer teeth 18 of the annular disc 17 ent speak in the shape of the teeth 5 on the intermediate member 4 and are substantially aligned with the teeth 5 and in the axial direction, that is, in the direction of the first member 1, slightly resiliently curved outwards.
In all other respects the construction is the same as that of Fig. 5, and the operation is also the same, in that the initial engagement between the internal teeth 2 of the first member 1 and the teeth 18 on the annular disc 17 takes place, which latter teeth 18 during the Overtaking process according to the effect of the arranged between the intermediate member 4 and the axial stop 7 helical spring 6 pressed slightly against the intermediate member 4 towards who the.
In the two last described two Ausfüh approximate forms of the invention (Fig. 5 and 6), the teeth on the annular disc can be slightly inclined or twisted, the direction of the inclination being such that the teeth engage during the overtaking process the disc with the cooperating teeth is counteracted.
7 shows a coupling which has an auxiliary member which, instead of being axially movable with respect to the intermediate member, is forced to perform a limited screwing movement with respect to the intermediate member, so that the initial engagement of the teeth of the auxiliary member with the cooperating claw clutch teeth 2 is followed by a screwing movement of the teeth of the auxiliary member in further engagement with said claw clutch teeth that cooperate with each other.
According to FIG. 7, the intermediate member 4 is designed with external screw keyways 24 which have the same pitch direction as the keyways on the shaft 3 and which can have the same pitch or a different pitch. The auxiliary member has the shape of a ring 25 of lower inertia than the intermediate member 4 and is formed with internal screw wedges which cooperate with said external screw key grooves 24 on the intermediate member 4, so that the ring 25 is forced to sit on the intermediate member 4 to move helically.
The ring 25 is formed with a set of claw clutch teeth 26 which can be brought into engagement with the inner claw clutch teeth 2 of the first link 1. A weak spring 27 is provided for ela tical pressing of the light auxiliary member 25 in the direction against the first member 1 and a stop 28 for limiting the axial movement of the auxiliary member 25.
In operation and assuming that the sense of the relative rotation of the coupling member 1 and the shaft 3 is such as to result in a disengagement of the coupling, the teeth 26 on the auxiliary member 25 are in slight snug contact with the action of the spring 27 the inner teeth 2 of the coupling member 1.
If the relative rotation is reversed, the first effect is that at the moment after synchronism has been achieved, the teeth 26 of the auxiliary member 25 are pushed by the spring 27 into partial engagement with the inner claw clutch teeth 2 and when the relative rotation in the new direction of rotation continues, the auxiliary member 25 is then screwed along the inter mediate member 4 until its teeth 26 are in full engagement with the inner claws clutch teeth 2 and the further screw movement of the auxiliary member 25 along the intermediate member 4 by the axial stop 28 is prevented.
The teeth 26 on the auxiliary member 25 are now axially aligned with the teeth on the intermediate member 4. Continued relative rotation of the member 1 and the shaft 3 in the new direction of rotation causes the intermediate member 4 to be screwed along the shaft so that its teeth 5 are brought into coupling engagement with the teeth 2 of the coupling member 1, this movement of the intermediate member 4 as a result has that the auxiliary member 25 moves axially until, when the teeth of the intermediate member 4 with the teeth 2 of the coupling member 1 are in full A grip, the teeth 26 of the auxiliary member 25 of the teeth 2 have been disengaged.
Further axial movement of the intermediate member 4 is prevented by a stop 30, and the member 1 and the shaft 3 are now coupled together for the transmission of the torque from the member 1 through the intermediate member 4 to the shaft 3.
When the sense of the relative rotation is reversed again, the intermediate member 4 screws back along the shaft 3, its teeth 5 being brought out of engagement with the teeth 2 and the teeth 26 of the auxiliary member 25 in engagement with the teeth 2; when the axial movement of the intermediate member is brought to a standstill by the stop 31, the auxiliary member 25 is screwed along the intermediate member 4, the spring 27 being compressed and the teeth 26 being moved out of engagement with the teeth 2 into an axial position, in which a slight osculating contact between the teeth 26 and 2 takes place again.
Fig. 8 shows an embodiment of the type of coupling shown in Fig. 7, which is provided with an additional feature, namely a Ge housing 32 attached to the coupling ring gear 1, which forms an annular reservoir for a ring of through an inlet channel 32 in the To maintain shaft 33 supplied lubricating oil.
During the overtaking process, the oil ring exerts a tangential drag force on the auxiliary clutch member 25, which is mounted on the screw keyways 24, and consequently the drag force counteracts the spring 27 and reduces the slight snug contact between the clutch teeth 2 and the teeth 26 when there is relative rotation between said clutch teeth.
The drag force disappears when the rela tive speed drops to zero, so when the coupling members run synchronously, and consequently the spring 27 is then fully effective to initiate the engagement between the teeth 26 and 2. An advantageous property of the tangential drag force, which arises from the ring of lubricating oil resulting from the construction in FIG. 8, is that, at high relative rotational speeds, the auxiliary member 25 moves against the pressure of the weak spring 27 from the nestling contact the clutch teeth 2 be moved.
This property can also be applied to the other clutch designs shown here as a means of reducing or eliminating the snug contact between the clutch teeth at high relative speeds.