Selbstschaltende Synchronkupplung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine selbstschaltende Synchronkupplung mit einem ersten, mit Kupplungszähnen versehenen drehbaren Kupp lungsglied, einem zweiten drehbaren Kupplungsglied und einem mit Kupplungszähnen versehenen Zwi schenglied, das relativ zum zweiten Kupplungsglied eine Schraubbewegung ausführen kann, wobei dann die Kupplungszähne des Zwischengliedes mit den Kupplungszähnen des ersten Kupplungsgliedes ein- und auskuppeln, und welche Sperrklinken und Ra sten aufweist,
um ein genaues Eingreifen der Zähne des Zwischengliedes und d!es ersten Kupplungsgliedes nach einer relativen Winkelbewegung in der Ein schaltrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsglied einzuleiten.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft, eine Kupp lung obigen Typs mit einer Dämpfungsvorrichtung zu versehen, z. B. unter Verwendung von Schmieröl als Arbeitsmedium, welches einen Dämpfungseffekt auf die Bewegung des Zwischengliedes ausübt, bis es voll eingekuppelt ist. Unter gewissen Arbeitsbe dingungen jedoch kann das Zwischenglied nicht in voll gekuppelter Lage bleiben, nachdem es zuerst diese Lage eingenommen hat, dann nämlich, wenn es mit einem federnden Wellensystem verbunden ist, welches Drehmomentschwankungen unterworfen ist.
Während der einleitenden Kupplungsbewegung des Zwischengliedes wird öl vom Dämpfer durch Steuer löcher abgegeben, und es ist vorteilhaft, wenn der Dämpfer zur Bereitschaft für die nächste Kupplungs bewegung des Zwischengliedes schnell wieder gefüllt wird, sobald sich die Kupplung in die entkuppelte Lage bewegt.
Das Ziel der Erfindung liegt darin, eine Kupp lung der beschriebenen Art zu schaffen, in welcher ein Dämpfer vorgesehen ist, der diese Vorteile ver wirklicht. Gemäss vorliegender Erfindung ist die Kupplung dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied einerseits und eines der beiden Kupplungsglieder an derseits Flächen aufweisen, wobei die Flächen des Zwischengliedes und diejenigen des Kupplungsgliedes zusammenwirken unter Bildung einer mindestens an nähernd geschlossenen Dämpfungskammer, die der Bewegung des Zwischengliedes einen progressiv sich erhöhenden Widerstand entgegensetzt, wenn sich das Zwischenglied in Richtung auf seine voll eingekup pelte Stellung zu bewegt, und wobei sich diese Flä chen voneinander entfernen,
wenn das Zwischenglied sich von seiner eingekuppelten Stellung weg bewegt, und zwar unter Bildung eines ringförmigen Spaltes zwischen sich, der in Verbindung mit einer ring förmigen Flüssigkeitsspeicherkammer steht.
In den beiliegenden .Zeichnungen ist ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar gestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt, die obere Zeichnungs hälfte die Kupplung entkuppelt darstellend, und die untere Zeichnungshälfte die Kupplung gekuppelt dar stellend, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1.
Im dargestellten Erfindungsbeispiel sind die er wähnten Flächen solche am Zwischenglied und dem ersten Kupplungsglied.
Das erste Kupplungsglied weist ein im wesent lichen zylindrisches Gehäuse 1 auf, welches an einem Ende geschlossen ist und so ausgebildet ist, dass es durch eine Welle 2 über die Hülse 3 angetrieben werden kann. Die Hülse 3 verbindet das Gehäuse 1 und Welle 2 mit Verzahnung bei 4 und 5. Das zweite Kupplungsglied 6 ist am Ende einer weiteren Welle 7 angeformt und reicht in das erste Kupplungs- glied 1 durch dessen offenes Ende hinein und ist innerhalb des ersten Kupplungsgliedes 1 gelagert in zwei axial distanzierten Lagern 8 und 8', wobei das Lager 8 zur Aufnahme der Axiallast ausgebildet ist und die relative Lage der Kupplungsglieder 1 und 6 bestimmt.
Das erste Kupplungsglied 1 weist einen Innenring von Kupplungszähnen 9 auf und einen Ring von Rastzähnen 10.
Das Zwischenglied der Kupplung besitzt eine Kupplungshülse 11, die auf dem zweiten Kupp lungsglied 6 aussen montiert ist, welche Hülse 11 innere rechtsgängige schraubenlinienförmig verlau fende Vorsprünge aufweist, die mit äusseren Nuten 12 auf dem zweiten Kupplungsglied 6 einrasten. Das Zwischenglied 11 ist mit einem Ring von äussern Kupplungszähnen 13 versehen, welche in voll ent- kuppelter Lage des Zwischengliedes 11 eine Stellung einnehmen (obere Hälfte Fig. 1), die axial seitlich zu den Kupplungszähnen 9 liegt.
Das Zwischenglied 11 trägt ferner vier Sperrklin ken 14, in gegenüberliegenden Paaren angeordnet (siehe Fig. 2), wobei diese auf Achsen 15 gelagert sind. In der entkuppelten Stellung der Kupplung (obere Hälfte von Fig. 1) sind die Sperrklinken 14 radial auf die Innenzähne 10 ausgerichtet. Der Schwerpunkt der Klinken 14 liegt in deren Nasen, so dass sie bei rotierender Welle 7 infolge der Flieh kraft nach aussen gedrückt werden. Das Zwischen glied 11 hat an dem Ende, welches dem geschlosse nen Ende des ersten Kupplungsgliedes 1 abgekehrt liegt, eine Aussenringschulter angeformt, die eine zylindrische Fläche 16 zur Kupplungsachse aufweist, und ferner eine ringförmige, radial zur Kupplungs achse verlaufende Fläche 17.
Das erste Kupplungs glied 1 hat eine innere ringförmige Schulter mit einer zylindrischen Fläche 18 konzentrisch zur Kupplungs achse, und eine ringförmige Fläche 19 radial zur Kupplungsachse.
Wenn das Zwischenglied 11 voll entkuppelt ist (obere Hälfte der Fig. 1), sind die Schultern des Zwischengliedes 11 und des ersten Kupplungsglie des 1 axial mit Abstand angeordnet, so dass dort ein relativ breiter Spalt zwischen ihnen besteht.
Das erste Kupplungsglied 1 ist an seinem offenen Ende mit einem radial nach innen gerichteten Flansch 20 versehen und bildet so mit dem genannten Spalt eine Flüssigkeitskammer 23, welche Öl enthält. Das Öl bildet, wenn das erste Kupplungsglied 1 rotiert, einen Ring, dessen innere Oberfläche innerhalb der zylindrischen Fläche 16 der Schulter des Zwischen gliedes 11 liegt.
Die Funktion der Kupplung ist wie folgend: Angenommen, man betrachte die Kupplung wie in Fig. 2 und die Welle 2 und das erste Kupplungs glied 1 drehen im Uhrzeigersinn (wie Pfeil) und das zweite Kupplungsglied stehe still. Unter diesen Be dingungen ist das Zwischenglied 11 in seiner vollent- kuppelten Stellung, in welcher es gegen den innern Kugellagerring 21 am zweiten Kupplungsglied an- stösst, und die Sperrklinken 14 sind unwirksam. Der Spalt zwischen den Ringschultern 16, 17, 18 und 19 ist voll Öl, welches einem Zentrifugal-Druck ausge setzt ist und der Ölring dehnt sich an den Wänden des erwähnten Ringgehäuses aus, so dass der axiale Öldruck darin ausgeglichen ist.
Wenn nun die Welle 7 und das zweite Kupp lungsglied 6 in derselben Drehrichtung wie das erste Kupplungsglied 1 beschleunigt wird, dreht das Zwi schenglied 11 mit und Zentrifugal-Kraft wirkt auf die Sperrklinken 14, so dass deren Nasen radial nach aussen gedrückt werden und, so lange die Winkel geschwindigkeit des zweiten Kupplungsgliedes 6 ge ringer ist als diejenige des ersten Kupplungsgliedes 1, gleiten die Zähne 10 an den Klinken 14 vorbei.
Wenn das zweite Kupplungsglied synchron läuft und dazu neigt, schneller zu drehen als das erste Kupp lungsglied 1, rasten zwei der Klinken 14 in zwei gegenüberliegende Rastzähne 10 ein, und infolge der schraubenlinienförmig verlaufenden Nuten des Zwi schengliedes 11 und des zweiten Kupplungsgliedes 6 wird das Zwischenglied 11 mit einer Schraubbewe- gung entlang dem zweiten Kupplungsglied 6 (in Rich tung links in Fig. 1) bewegt, bis es mit seinen Aussen kupplungszähnen 13 mit den Innenkupplungszähnen 9 des ersten Kupplungsgliedes 1 in Eingriff gelangt. Eine weitere Beschleunigung der Welle 7 bewirkt nun, dass die Welle 2 über die Kupplung angetrie ben wird.
Während der Bewegung der Kupplung in Eingriffstellung nähern sich die äussern Ringschultern 16, 17 des Zwischengliedes 11 den inneren Ring schultern 18, 19 des ersten Kupplungsgliedes 1 und die Verringerung der Spaltweite zwischen ihnen ver ursacht, dass Öl progressiv aus dem Spalt gedrückt wird, so d'ass eine Dämpfung auf die Bewegung des Zwischengliedes 11 ausgeübt wird. Der Zwischen raum, der für den Öldurchgang zur Verfügung steht, wird immer enger, so dass der Widerstand auf die Bewegung des Zwischengliedes 11 progressiv ansteigt.
Gegen das Ende der Eingriffsbewegung der Kupp lung respektive des Zwischengliedes 11 bilden die zylindrischen Flächen 16 und 18 zusammen mit den Ringflächen 17 und 19 eine ringförmige Dämpfungs- kammer, welche im wesentlichen geschlossen ist mit Ausnahme von Steuerlöchern zwischen den genann ten Flächen, wobei der Endteil der Eingriffsbewegung gedämpft wird.
Wenn das Zwischenglied 11 an einem axialen Anschlag 22 ansteht, befinden sich die Kupplungs zähne 9 und 13 voll im Eingriff, und das erste Kupp lungsglied 1 -wird durch das zweite Kupplungsglied 6 angetrieben. Wenn die Welle 7 und das zweite Kupp lungsglied 6 nun ihre Geschwindigkeit verringern, bewirken die zwischengeschalteten Kupplungszähne 9 und 13, d. h. die über sie übertragene Kraft, dass das Zwischenglied 11 vom ersten Kupplungsglied 1 entlang den schraubenlinienförmig verlaufenden Nu ten aus dem Zahneingriff entkuppelt wird. Während dieser Bewegung wird der sich weitende Spalt zwi schen den Schultern des ersten Kupplungsgliedes 1 und des Kupplungsgliedes 6 automatisch mit Öl wie dergefüllt, infolge eines Saugeffektes, welcher durch die Zentrifugalkraft unterstützt wird.
Hernach ist der Dämpfer wiederum wirksam, selbst wenn Einkuppeln und Auskuppeln sich sehr schnell folgen.