DE10136906A1

DE10136906A1 - Vorrichtung zum Schalten eines Gangrades

Info

Publication number: DE10136906A1
Application number: DE10136906A
Authority: DE
Inventors: Josef Schwuger; Ernst Roeckelein; Reiner Martin
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2001-07-28
Filing date: 2001-07-28
Publication date: 2003-02-06

Abstract

Eine Vorrichtung zum Schalten wenigstens eines Gangrades mittels einer in Richtung des Gangrades aus einer neutralen Stellung in Richtung des Gangrades verschiebbaren Schaltmuffe (1) weist wenigstens einen Synchronring (3) sowie ein Druckstück (6) mit einem Federelement auf.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schalten wenigstens eines Gangrades mittels einer aus einer neutralen Position in Richtung des Gangrades verschiebbaren Schaltmuffe, wobei die Vorrichtung mit wenigstens einem Synchronring für ein Synchronisieren von Drehzahlen der Schaltmuffe zu Drehzahlen des Gangrades versehen ist sowie die Vorrichtung zumindest ein durch die Schaltmuffe in Richtung des Gangrades verschiebbares Druckstück mit einem Federelement aufweist und wobei das Gangrad zusammen mit der Schaltmuffe sowie zusammen mit dem Synchronring eine gemeinsame Rotationsachse aufweist und der Synchronring für das Synchronisieren zumindest begrenzt mittels des Druckstückes in Richtung des Gangrades verschiebbar in der Vorrichtung angeordnet ist.

Hintergrund der Erfindung

Eine derartige Vorrichtung ist in DE 195 80 558 C1 beschrieben. Die Vorrichtung ist auf einer Welle eines Schaltgetriebes zwischen zwei schaltbaren Gangrädern angeordnet. Die Gangräder sind in diesem Falle als Losräder auf der Getriebewelle gelagert und stehen jeweils in einem verzahnenden Eingriff mit einem nicht dargestellten weiteren Zahnrad. Die Vorrichtung ist mit einer Schaltmuffe auf einem Muffenträger und mit einer Synchronisiereinrichtung versehen. Der Muffenträger sitzt verdrehfest auf der Getriebewelle. Die Schaltmuffe ist verdrehfest aber in beide Richtungen zu den Gangrädern hin verschiebbar auf dem Muffenträger angeordnet. Mit der Schaltmuffe kann die Getriebewelle wahlweise verdrehfest mit einem der Gangräder gekuppelt werden. Unterschiedliche Relativdrehzahlen des Gangrades zu den Drehzahlen der Getriebewelle werden vor dem Kuppeln der Schaltmuffe mit dem Gangrad mittels der Synchronisiereinrichtung synchronisiert. Die Getriebewelle, die Schaltmuffe und die rotationssymmetrisch ausgebildeten Teile der Synchronisiereinrichtung weisen eine gemeinsame Rotationsachse auf.

Die Schaltmuffe steht vor dem Kuppeln in einer neutralen Stellung zwischen den frei zur Getriebewelle drehenden Gangrädern. In dieser neutralen Stellung ist die Schaltmuffe mittels einer Arretierkugel arretiert. Auf die Arretierkugel wirkt eine sich in einem Druckstück radial abstützende Schraubenfeder. Die Arretierkugel verrastet in einer Rastausnehmung an der dem Druckstück zugewandten Innenseite der Schaltmuffe und hält die Schaltmuffe somit auf dem Muffenträger in Längsrichtung der Getriebewelle arretiert. Das Druckstück stützt sich gegen die Federkraft radial in Richtung der Rotationsachse der Getriebewelle an dem Muffenträger über zwei Drucklaschen ab. Die Drucklaschen stehen seitlich von dem napfförmig ausgebildeten Grundkörper des Druckstückes ab. Jede der Drucklaschen weist dabei in Richtung eines der Gangräder. Das Druckstück ist längs entlang der Rotationsachse der Getriebewelle in beide Richtungen begrenzt verschiebbar an dem Muffenträger aufgenommen.

Aus der neutralen Position der Schaltmuffe heraus wird die Schaltmuffe bei dem Schaltvorgang zum Schalten in Richtung eines der Gangräder verschoben. Die Arretierkugel verbleibt dabei anfangs aufgrund der Federvorspannung in der Rastausnehmung. Das Druckstück wird somit von der Schaltmuffe über die Arretierkugel in Bewegungsrichtung der Schaltmuffe mitgenommen. Die in der Bewegungsrichtung des Druckstückes dem Druckstück vorangehende Drucklasche trifft auf einen Synchronring und verschiebt diesen in Richtung des Gangrades. Der Synchronring ist zumeist mit einer Sperrverzahnung versehen und um einen geringen Betrag schwenkbar, aber ansonsten verdrehfest der Getriebewelle oder der Schaltmuffe bzw. dem Muffenträger zugeordnet. Der mittels des Druckstückes verschobene Synchronring, mit einer zumeist konisch ausgebildeten Reibfläche, kommt dabei in Kontakt mit einer Gegenreibfläche, die entweder an einem weiteren Synchronring oder an einem Kupplungskörper bzw. an dem Gangrad ausgebildet sowie dem Gangrad verdrehfest zugeordnet ist. Der Kontakt der Reibflächen bewirkt das Anpassen der Drehzahlen des zu schaltenden Gangrades und der Drehzahlen der Getriebewelle. Die Sperrverzahnung an dem Synchronring verhindert ein Kuppeln der Schaltmuffe mit dem Gangrad, bevor die Synchronisation der Drehzahlen abgeschlossen ist.

Der Widerstand des Synchronringes gegen weiteres axiales Verschieben, der entsteht, wenn der Synchronring auf die Gegenreibfläche trifft, sorgt dafür, dass die Arretierkugel aus der Rastausnehmung fährt. Das Druckstück verharrt danach auf der Stelle, während die Schaltmuffe weiter in Richtung des Gangrades verschoben werden kann. Dabei rollt oder gleitet die Arretierkugel auf der Oberfläche der Innenseite der Schaltmuffe ab. Beim Zurückführen der Schaltmuffe in ihre neutrale Stellung verrastet die Arretierkugel wieder in der Rastausnehmung. Wenn die Schaltmuffe über die neutrale Stellung hinaus zum Schalten des auf der Getriebewelle an der anderen Seite des Synchronkörpers angeordneten Gangrades von einem Gangrad in die andere Richtung verschoben wird, durchfährt die Arretierkugel die Rastausnehmung nur kurz. Dabei taucht die Arretierkugel kurz in die Rastausnehmung ein und nimmt das Druckstück wie vorher beschrieben kurzzeitig in Bewegungsrichtung mit, um dann weiter auf der Oberfläche der Innenseite der Schaltmuffe abzurollen.

Eine Kupplungsverzahnung an der Schaltmuffe, die zumeist an der Innenseite der Schaltmuffe ausgebildet ist, kann die Sperrverzahnung des Synchronringes erst nach der Synchronisation durchfahren. Schließlich greift dann die Kupplungsverzahnung der Schaftmuffe in eine dem Gangrad verdrehfest zugeordnete Gegenverzahnung. Das Gangrad ist mit der Schaltmuffe verdrehfest gekuppelt. Der Gang im Schaltgetriebe ist geschaltet.

Der napfförmig gestaltete Grundkörper des Druckstückes muss radial in dem Muffenträger aufgenommen werden. Der Aufwand an spanabhebender Bearbeitung zum Schaffen des Freiraumes für eine Aufnahme in dem Muffenträger dazu und der Aufwand für die Montage der Vorrichtung sind teilweise recht hoch.

Zusammenfassung der Erfindung

Zu dem Zeitpunkt, an dem die Erfindung gemacht wurde, bestand die Aufgabe, eine Vorrichtung mit zumindest einer Synchronisiereinrichtung zum Schalten eines Gangrades oder zum Schalten von zwei Gangrädern mittels einer Schaltmuffe zu schaffen, für die der Aufwand zur Herstellung der Einzelteile und der Aufwand für ihre Montage insbesondere in der Großserien- und Massenfertigung weiter reduziert werden kann.

Diese Aufgabe ist mit dem Gegenstand des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Federelement in dem Druckstück eine Blattfeder ist, wobei die Blattfeder zumindest einseitig an dem sich radial in Richtung der Rotationsachse der Schaltmuffe abstützenden Druckstück befestigt ist. Die Blattfeder ist radial nach außen gegen die Schaltmuffe in eine Rastausnehmung an der Innenseite der Schaltmuffe eingreifend vorgespannt. In der Längsebene der Vorrichtung betrachtete weist die Blattfeder vorzugsweise eine hakenförmige Kontur auf. Die Blattfeder stützt sich dabei mit den freien Enden von z. B. zwei Schenkeln des Hakens an dem Druckstück ab und greift vorgespannt mit dem Bogen des Hakens in die Rastausnehmung an der Schaltmuffe ein. Vorzugsweise sind drei der Druckstücke mit jeweils einer dieser Blattfedern am Umfang des Muffenträgers gleichmäßig verteilt angeordnet. Es sind aber auch zwei und mehr als drei der Druckstücke in der Vorrichtung gemäß Erfindung vorgesehen.

Mindestens eines der Enden der Blattfeder ist bevorzugt durch Schweißen, z. B. Widerstandsschweißen, oder durch Nieten an dem Druckstück aus Blech befestigt.

Eine Ausgestaltung dieser Erfindung sieht vor, dass die Blattfeder eine einschenkelig ausgebildete Blattfeder ist, die an einem freien Ende hakenförmig gebogen ist und mit dem freien Ende in der neutralen Stellung der Schaltmuffe in eine Rastausnehmung an der dem Druckstück zugewandten Innenseite der Schaltmuffe eingreift.

Für die Aufnahme der Blattfeder eignen sich alle denkbaren Ausführungsformen von Druckstücken. Vorzugsweise ist jedoch ein Druckstück aus Blech geformt. Dabei kann das Druckstück auch mit zumindest einer von dem Grundkörper des Druckstückes abstehenden sowie in Richtung des zu schaltenden Gangrades weisenden und zumindest zeitweise in Richtung des Gangrades gegen den Synchronring drückenden Drucklasche versehen sein. Da die Vorrichtungen zumeist zwischen zwei zu schaltenden Gangrädern angeordnet sind, weist das Druckstück dann auch zwei in entgegengesetzte Richtung weisende Drucklaschen auf. Das Druckstück ist z. B. in seiner einfachsten Form ein aus einem Flachmaterial gestanztes flaches Blechteil. Die flache Seite des Bleches ist in der Vorrichtung parallel zu der Rotationsachse der Vorrichtung ausgerichtet. Das flache Blechteil läuft in Längsrichtung gesehen in Drucklaschen für den Kontakt mit dem Synchronring bzw. den Synchronringen aus.

Eine fortführende Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Druckstück schalenförmig ausgebildet ist. Die aus Blech geformte Schale weist in der Vorrichtung einen zu der Rotationsachse parallel ausgerichteten, sowie der Rotationsachse zugewandten Boden auf. An der dem Gangrad oder den Gangrädern zugewandten Seite des Druckstückes ist dann das Blech des Druckstückes durch Biegen oder Prägen bzw. Walzen und ähnliche Umformprozesse während seiner Fertigung so geformt, dass von dem Boden ein radial, vorzugsweise nach außen, abgewinkelter Rand absteht. Die äußere flache in Richtung des Gangrades gewandte Seite des Randes ist dann für den Kontakt mit einem Synchronring vorgesehen.

Die Blattfeder gemäß Erfindung verrastet in einer Rastausnehmung an der dem Druckstück zugewandten Innenseite der Schaltmuffe. Damit ist die Schaltmuffe auf dem Muffenträger in Längsrichtung der Getriebewelle in der neutralen Position arretiert. Das Druckstück stützt sich gegen die Federkraft radial in Richtung der Rotationsachse der Getriebewelle an dem Muffenträger ab. Die Druckstücke stützen sich dabei jeweils gegen die Federkraft der Blattfeder radial in Richtung der Rotationsachse der Getriebewelle an dem Muffenträger in Längsrichtung verschiebbar über die zwei Drucklaschen oder über ihren Boden ab.

Aus der neutralen Position heraus wird die Schaltmuffe bei dem Schaltvorgang zum Schalten in Richtung eines der Gangräder verschoben. Die Blattfeder verbleibt dabei anfangs aufgrund ihrer Vorspannung in der Rastausnehmung. Das Druckstück wird somit von der Schaltmuffe über die Blattfeder in Bewegungsrichtung der Schaltmuffe mitgenommen. Die in der Bewegungsrichtung des Druckstückes aus dem Druckstück herausragende Drucklasche oder das Druckende des Druckstückes trifft auf einen Synchronring und verschiebt diesen in Richtung des Gangrades. Der Widerstand des Synchronringes gegen weiteres axiales Verschieben, der an dem Synchronring beim Auftreffen auf die Gegenreibfläche entsteht, sorgt dafür, dass die Blattfeder aus der Rastausnehmung ausschnappt. Das Druckstück verharrt danach auf der Stelle, während die Schaltmuffe weiter in Richtung des Gangrades verschoben werden kann. Dabei gleitet die Blattfeder an der Oberfläche der Innenseite der Schaltmuffe entlang. Beim Zurückführen der Schaltmuffe in ihre neutrale Stellung schnappt die Blattfeder wieder in die Rastausnehmung ein. Wenn die Schaltmuffe über die neutrale Stellung hinaus zum Schalten des an der anderen Seite des Synchronkörpers angeordneten Gangrades von einem Gangrad in Richtung des anderen Gangrades verschoben wird, durchfährt die Blattfeder die Rastausnehmung nur kurz, nimmt dabei das Druckstück wieder kurzzeitig in Bewegungsrichtung mit und gleitet dann nach dem Ausschnappen an der Oberfläche der Innenseite der Schaltmuffe entlang.

Es ist eine weitere Vorrichtung zur Lösung der Aufgabenstellung vorgesehen. In dieser Vorrichtung ist das Federelement zumindest zeitweise aus Richtung des Gangrades in Richtung der Schaltmuffe gegen die aus der neutralen Stellung in Richtung des Gangrades bewegte Schaltmuffe federnd vorgespannt. Ein entgegen die Bewegungsrichtung der Schaltmuffe wirkendes Federelement sorgt dafür, dass die Schaltmuffe bei ihrer Bewegung aus der neutralen Position heraus gegen den Widerstand der Feder verschoben werden muss. Der Schaltvorgang kann damit für das subjektive Empfinden der Bedienperson sanfter verlaufend gestaltet werden, da der Schalthebel gegen einen zunehmenden mittels der Feder erzeugten Widerstand bewegt wird. Auf die Schaltmuffe wirkt eine Rückstellkraft, die die Schaltmuffe selbsttätig nach dem Loslassen der Schalteinrichtung, beispielsweise nach dem Loslassen des Schalthebels durch die Bedienperson, in die neutrale Position zurückführt. In der Stellung, in der die Schaltmuffe mit dem Gangrad gekuppelt ist, muss die Schaltmuffe mittels einer innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung angeordneten Arretierung lösbar arretiert sein, um die Wirkung der Rückstellkraft in dieser Stellung auszuschalten. Die Haltekraft dieser Arretierung sollte deshalb mindestens so hoch sein, dass sie der Rückstellkraft der auf die Schaltmuffe wirkenden Feder entgegensteht.

Die für diese Erfindung einsetzbaren Federelemente sind vorzugsweise in dem Druckstück aufgenommene Schraubenfedern mit einer parallel zur Rotationsachse ausgerichteten Symmetrieachse. Das Druckstück ist bevorzugt aus Blech mit einem flachen sowie parallel zu der Rotationsachse ausgerichteten Abschnitt geformt. Es weist wiederum mindestens eine in Richtung des Gangrades weisende und zumindest zeitweise in Richtung des Gangrades gegen den Synchronring drückende Drucklasche auf. Die Schraubenfeder ist an dem Druckstück von einer Haltelasche hintergriffen. Dabei hintergreift die Haltelasche die Schraubenfeder in Richtung des zu schaltenden Gangrades. Die Haltelasche weist in der Vorrichtung von dem Abschnitt abgewinkelt radial nach außen. Die gegen die Schaltmuffe vorgespannte Schraubenfeder stützt sich in Richtung des Gangrades an der Haltelasche und in Richtung der Schaltmuffe an der dem Druckstück zugewandten Innenseite der Schaltmuffe ab. Steht die Schaltmuffe in ihrer neutralen Position, ist die Federkraft der Druckstücke gegen die Schaltmuffe gleich Null. Die Rückstellkraft der Federn wirkt erst beim erneuten Herausfahren der Schaltmuffe aus dieser Position in Richtung eines der Gangräder.

Weiterhin ist mit einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Schaltmuffe die Schraubenfeder zumindest in der von dem Gangrad wegweisenden Richtung hintergreift. Die Schaltmuffe weist jedoch bevorzugt an ihrer dem Druckstück zugewandten Seite eine Ausnehmung auf. In diese Aufnehmung ist die Schraubenfeder der Länge nach eingelegt. Die Schraubenfeder taucht radial zumindest soweit in die Ausnehmung ein, dass eine sichere Abstützung der Schraubenfeder in der Ausnehmung der Schaltmuffe gegeben ist.

Es ist weiterhin vorgesehen, dass das Druckstück zweiteilig ausgebildet ist. Ein schalenförmiges Außenteil aus Blech ist dabei zu einem schalenförmig ausgebildeten Innenteil aus Blech in Richtung des Gangrades relativ verschiebbar an dem Innenteil befestigt. Das Außenteil ist an der Schaltmuffe zumindest in die von dem Gangrad wegweisende Richtung abgestützt. Das Innenteil ist radial in Richtung Rotationsachse fest aber zumindest in Richtung des Gangrades verschiebbar in der Vorrichtung aufgenommen. Die Schraubenfeder ist von dem Innenteil und dem Außenteil umgriffen und somit von dem Druckstück eingekapselt. Das Innenteil weist einen flachen sowie parallel zu der Rotationsachse ausgerichteten Abschnitt mit mindestens einer in Richtung des Gangrades weisenden und zumindest zeitweise in Richtung des Gangrades gegen den Synchronring drückenden Drucklasche auf. Das Innenteil hintergreift die Schraubenfeder in der Bewegungsrichtung der Schaltmuffe. Außerdem ist das Innenteil alternativ mit wenigstens einer die Schraubenfeder in Richtung des Gangrades hintergreifenden sowie in der Vorrichtung radial nach außen von dem Abschnitt abgewinkelten Haltelasche versehen. Die gegen die Schaltmuffe beim Bewegen der Schaltmuffe vorgespannte Schraubenfeder stützt sich in Richtung des Gangrades an dem Innenteil oder der Haltelasche des Innenteils und in Richtung der Schaltmuffe in dem Außenteil ab. Steht die Schaltmuffe in ihrer neutralen Position, ist die Federkraft der Druckstücke gegen die Schaltmuffe gleich Null. Die Federn wirken erst beim erneuten Herausfahren der Schaltmuffe aus dieser Position in Richtung eines der Gangräder auf die Schaltmuffe. Das Außenteil bewegt sich dabei mit der Schaltmuffe relativ zu dem Innenteil.

Eine verbesserte Anlage der relativ dünnwandig ausgebildeten Enden der Drucklaschen an dem Synchronring wird mit einer fortführenden Ausgestaltung der Erfindung erzielt. Diese Ausgestaltung sieht vor, dass das freie Ende der Drucklasche in Richtung der Rotationsachse abgewinkelt ist. Die flache Seite des abgewinkelten Bleches kommt bei einer Berührung des Druckstückes mit dem Synchronring axial an dem Synchronring zum Anliegen.

Der Synchronring kann bei dem Zurückführen der Schaltmuffe in Richtung ihrer neutralen Position aus seiner Reibpaarung gelöst und ein wenig zurückgeführt werden, wenn die Drucklasche mit dem freien abgewinkelten Ende radial in eine Ausnehmung an dem Synchronring eingreift.

Schließlich sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Schaltmuffe zwischen zwei einander auf der Rotationsachse gegenüberliegenden und durch die Schaltmuffe schaltbaren Gangrädern auf einem Muffenträger sitzt. Jedem der Gangräder ist mindestens einer der Synchronringe zugeordnet. Das Druckstück ist an dem Muffenträger wahlweise in Richtung der Gangräder verschiebbar und zumindest radial in Richtung der Rotationsachse abgestützt angeordnet. Es ist auch denkbar, dass die Vorrichtung keinen Muffenträger aufweist und die Schaltmuffe z. B. verschiebbar direkt auf einem Abschnitt einer Getriebewelle sitzt. Die Druckstücke stützen sich dann an der Getriebewelle direkt ab.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß Erfindung im Längsschnitt, wobei die Schaltmuffe in ihrer neutralen Position dargestellt ist,

Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 im Längsschnitt, wobei die Schaltmuffe mit einer Kupplungsscheibe gekuppelt ist,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß Erfindung, dargestellt in einem Längsschnitt mit einem zweiteiligen Druckstück,

Fig. 4 das Druckstück der Vorrichtung aus Fig. 3 quergeschnitten dargestellt und

Fig. 5 eine alternative Ausführung der Vorrichtung nach Fig. 3.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Schalten von Gangrädern. Die Vorrichtung ist aus einer Schaltmuffe 1, einem Muffenträger 2 und jeweils einer Synchronisiereinrichtung an jeder der Längsseiten des Muffenträgers 2 gebildet. Die Synchronisiereinrichtung besteht aus einem äußeren Synchronring 3, einem Zwischenring 4 sowie aus einem inneren Synchronring 5. Der äußere Synchronring 3 mit einer inneren Reibfläche 3a sowie der innere Synchronring 5 mit einer äußeren Reibfläche 5a sind verdrehfest, jedoch um einen geringen Winkelbetrag um die Rotationsachse 7 der Vorrichtung schwenkbar, zum Muffenträger 2 angeordnet. Die Zwischenring 4 ist verdrehfest zu einer Kupplungsscheibe 8 angeordnet und weist eine innere Reibfläche 4a und eine äußere Reibfläche 4b auf, die jeweils mit den Reibflächen 3a bzw. 5a eine Reibpaarung während eines Synchronisationsvorganges bilden. Die Kupplungsscheibe 8 ist verdrehfest einem nicht dargestellten Gangrad zugeordnet.
Die Vorrichtung weist außerdem noch Druckstücke 6 auf, von denen nur eines bildlich dargestellt ist. Jedes der Druckstücke 6 ist relativ zur Schaltmuffe 1 in Umfangsrichtung unbeweglich und in Längsrichtung der Vorrichtung um einen geringen Betrag verschiebbar in dem Muffenträger 2 geführt. Das Druckstück 6 ist aus Blech mit zwei in entgegengesetzte Richtung sowie jeweils in Richtung eines Gangrades bzw. einer Kupplungsscheibe 8 weisenden Druckflächen 6c geformt. Das Druckstück 6 ist schalenförmig ausgebildet und weist einen zu der Rotationsachse 7 parallel ausgerichteten sowie der Rotationsachse zugewandten Boden 6a auf. Von dem Boden 6a geht ein radial nach außen abgewinkelter Rand 6b ab. Die in Richtung des Gangrades weisende Außenfläche des Randes 6b bildet die Druckflächen 6c für die axiale Anlage des Druckstückes an dem äußeren Synchronring 3.
In dem Druckstück 6 ist ein gegen die Schaltmuffe 1 vorgespanntes Federelement befestigt. Das Federelement ist durch eine einschenkelig sowie hakenförmig ausgebildete Blattfeder 9 gebildet. Die Blattfeder 9 ist mit einer Seite der Fläche an dem sich radial in Richtung der Rotationsachse der Schaltmuffe 1 abstützenden Druckstück 6 befestigt. Sie greift in der neutralen Position der Schaltmuffe 1 auf den Muffenträger 2 gegen die Schaltmuffe 1 vorspannend mit ihrem hakenförmig ausgebildeten Ende 9a in eine Rastausnehmung 1a an der dem Druckstück 6 zugewandten Innenseite 1b der Schaltmuffe 1 ein.
Die neutrale Position der Schaltmuffe 1 auf dem Muffenträger 2 ist in Fig. 1 bildlich dargestellt. In der neutralen Position der Schaltmuffe 1 sind die Synchronringe 3, 4, 5 ohne wesentlich wirksamen Kontakt untereinander zueinander angeordnet. Die Schaltmuffe 1 wird aus der neutralen Position in Längsrichtung nach links oder nach rechts bewegt. Dabei nimmt die Schaltmuffe 1 die Druckstücke 6 in die gewählte Richtung so lange mit, bis die Druckstücke 6 die Synchronringe 3, 4, 5 zu einer synchronisierenden Reibeinheit ineinander schieben. Die axiale Bewegung des äußeren Synchronringes 3 ist beim Auftreffen auf den Zwischenring 4 beendet. Damit bleibt auch das Druckstück 6 an dem Synchronring 3 anliegend relativ zur Vorrichtung stehen. Die Blattfeder 9 federt bei weiterem Verschieben der Schaltmuffe 1 zwangsweise in Richtung der Rotationsachse 7 ein und das hakenförmige Ende 9a schnappt aus der Rastausnehmung 1a aus. Das Ende 9a liegt danach elastisch vorgespannt an der Innenseite 1b der Schaltmuffe 1 an, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Schaltmuffe 1 greift in der geschalteten Stellung des Gangrades (Fig. 2) mit einer Kupplungsverzahnung 1c in eine entsprechend gestaltete Gegenverzahnung 8a an der Kupplungsscheibe 8 ein.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Schalten von Gangrädern. Die Vorrichtung ist aus einer Schaltmuffe 10, einem Muffenträger 11 und jeweils einer Synchronisiereinrichtung an jeder der Längsseiten des Muffenträgers 2 gebildet. Die Synchronisiereinrichtung besteht aus jeweils einem äußeren Synchronring 12, einem Zwischenring 13 sowie aus einem inneren Synchronring 14. Der äußere Synchronring 12 mit einer inneren Reibfläche 12a sowie der innere Synchronring 14 mit einer äußeren Reibfläche 14a sind verdrehfest, jedoch um einen geringen Winkelbetrag um die Rotationsachse der Vorrichtung schwenkbar, zum Muffenträger 11 angeordnet. Der Zwischenring 13 ist verdrehfest zu einer Kupplungsscheibe 15 angeordnet und weist eine innere Reibfläche 13a und eine äußere Reibfläche 13b auf. Jede der Kupplungsscheiben 15 ist verdrehfest einem nicht dargestellten Gangrad zugeordnet.
Die Vorrichtung weist außerdem noch Druckstücke 16 auf, von denen nur eines bildlich dargestellt ist. Jedes der Druckstücke 16 ist relativ zur Schaltmuffe 10 in Umfangsrichtung unbeweglich sowie in Längsrichtung der Vorrichtung um einen geringen Betrag verschiebbar in dem Muffenträger 11 geführt. Das Druckstück 16 ist zweiteilig ausgebildet. Ein Außenteil 17 des Druckstückes 16 ist im Querschnitt betrachtet C-förmig profiliert, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Die aufeinander zuweisenden Enden 17a des C-Profiles hintergreifen radial die nach außen gelegten Ränder 18b eines Innenteiles 18 des Druckstückes 16. Das Innenteil 18 ist schalenförmig aus Blech mit einem flachen sowie parallel zu der Rotationsachse der Vorrichtung ausgerichteten Abschnitt 18a sowie mit von dem Abschnitt 18a abgewinkelt abgehenden Rändern 18b geformt (Fig. 3). An dem Innenteil 18 ist an jedem längsseitigen Ende jeweils eine in Richtung des Gangrades bzw. der Kupplungsscheibe 15 weisendes und zumindest zeitweise in Richtung des Gangrades gegen den äußeren Synchronring 12 drückende Drucklasche 18c ausgebildet. Das freie Ende der Drucklasche 18c ist in Richtung der Rotationsachse der Vorrichtung weisend abgewinkelt.
In dem Druckstück 16 ist ein Federelement aufgenommen. Das Federelement ist durch das Außenteil 17 und das Innenteil 18 umgriffen. Das Federelement ist eine in dem Druckstück liegend angeordnete Schraubenfeder 19. Die Symmetrieachse der Schraubenfeder 19 ist parallel zur Rotationsachse der Vorrichtung ausgerichtet. Das Innenteil 18 weist eine die Schraubenfeder 19 in Richtung des Gangrades bzw. in Richtung der Kupplungsscheibe 15 hintergreifende, radial nach außen von dem Abschnitt 18a abgewinkelte Haltelasche auf, die durch den Rand 18b gebildet ist. Das Außenteil 17 ist in beide Längsrichtungen unbeweglich zur Schaltmuffe 10 aufgenommen. Die Schaltmuffe 10 hintergreift in beide Längsrichtungen das Außenteil 17 und damit die Schraubenfeder 19. Das Innenteil 18 ist zur Schaltmuffe 10 verdrehfest aber in beide Längsrichtungen des Muffenträgers 12 verschiebbar in dem Muffenträger 12 geführt.
In der neutralen Position wirkt auf die Schaltmuffe keine Rückstellkraft der Schraubenfeder 19 aus den Druckstücken 16. Zur Wahl eines Ganges und damit zum Kuppeln einer der Kupplungsscheiben 15 mit der Schaltmuffe 10 wird die Schaltmuffe 10 gegen die Schraubenfedern 19 in eine der Längsrichtungen auf die Kupplungsscheiben 15 zu bewegt. Dabei stützt sich jede der Schraubenfedern 19 in Richtung des Gangrades an der Haltelasche bzw. dem Rand 18b und in Richtung der Schaltmuffe 10 an der dem Druckstück 16 zugewandten Innenseite der Schaltmuffe 10 über das Außenteil 17 ab. Das Außenteil 17 wird durch die Schaltmuffe 10 in Längsrichtung mitgenommen. Die Schraubenfeder 19 überträgt die Längsbewegung der Schaltmuffe auf das Innenteil 18. Das Innenteil 18 folgt der Bewegung des Außenteils 17 so lange in Längsrichtung, bis es axial auf den äußeren Synchronring 12 trifft und diesen in Längsrichtung auf den Zwischenring 14 geschoben hat. Die Bewegung des Synchronringes 12 in Längsrichtung ist beendet, wenn der Synchronring 12 auf den Zwischenring 14 trifft. Damit bleibt auch das Innenteil 18 gegen den Synchronring 12 gepresst stehen. Das Außenteil 17 wird dabei weiter mit der Schaltmuffe gegen die Federkraft der Schraubenfeder 19 mitgenommen. Die Schraubenfeder 19 wird bei weiterem Verschieben der Schaltmuffe 10 in Richtung der Kupplungsscheibe 15 aus der Richtung des Gangrades in Richtung der Schaltmuffe 10 gegen die aus der neutralen Stellung in Richtung des Gangrades bewegten Schaltmuffe 10 federnd vorgespannt. Die Schraubenfeder 19 weist ein Potential auf, das die Schaltmuffe 10 nach dem Entfall der Schaltkraft wieder in die neutrale Position zurückführen kann.
In Fig. 5 ist eine alternative Anordnung der Vorrichtung mit den Druckstücken 16 nach Fig. 3 dargestellt. Die freien Enden der Drucklaschen 18c des Innenteils 18 greifen in Ausnehmungen 21a eines äußeren Synchronringes 21. Die Vorrichtung nach Fig. 5 funktioniert im Wesentlichen genauso, wie die in Fig. 3 beschriebene Vorrichtung. Zusätzlich kann jedoch jeder der Synchronringe 21 beim Verschieben einer Schaltmuffe 20 in Richtung ihrer neutralen Position mittels in den Synchronring 21 eingreifender Druckstücke 16 aus seiner Reibpaarung mit dem Zwischenring 13 und in eine Ausgangsposition in Richtung des Muffenträgers 11 gezogen werden. Bezugszeichen 1 Schaltmuffe
1a Rastausnehmung
1b Innenseite
1c Kupplungsverzahnung
2 Muffenträger
3 äußerer Synchronring
3a Reibfläche
4 Zwischenring
5 innerer Synchronring
5a Reibfläche
6 Druckstück
6a Boden
6b Rand
6c Druckfläche
7 Rotationsachse
8 Kupplungsscheibe
8a Gegenverzahnung
9 Blattfeder
9a Ende
10 Schaltmuffe
11 Muffenträger
12 äußerer Synchronring
12a innere Reibfläche
13 Zwischenring
13a innere Reibfläche
13b äußere Reibfläche
14 innerer Synchronring
14a äußere Reibfläche
15 Kupplungsscheibe
16 Druckstück
17 Außenteil
17a Ende
18 Innenteil
18a Abschnitt
18b Rand
18c Drucklasche
19 Schraubenfeder
19a Symmetrieachse
20 Schaltmuffe
21 äußerer Synchronring
21a Ausnehmung

Claims

1. Vorrichtung zum Schalten wenigstens eines Gangrades mittels einer aus einer neutralen Stellung in Richtung des Gangrades verschiebbaren Schaltmuffe (1, 10, 20), wobei die Vorrichtung mit wenigstens einem Synchronring (3, 12, 21) für ein Synchronisieren von Drehzahlen der Schaltmuffe (1, 10, 20) zu Drehzahlen des Gangrades versehen ist sowie die Vorrichtung zumindest ein durch die Schaltmuffe (1, 10, 20) in Richtung des Gangrades verschiebbares Druckstück (6, 16) mit einem Federelement aufweist und wobei das Gangrad zusammen mit der Schaltmuffe (1, 10, 20) sowie zusammen mit dem Synchronring (3, 12, 21) eine gemeinsame Rotationsachse (7) aufweist und der Synchronring (3, 12, 21) für das Synchronisieren zumindest begrenzt mittels des Druckstückes (6, 16) in Richtung des Gangrades verschiebbar in der Vorrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement eine Blattfeder (9) ist, wobei die Blattfeder (9) zumindest einseitig an dem sich radial in Richtung der Rotationsachse (7) der Schaltmuffe (1) abstützenden Druckstück (6) befestigt ist und die Blattfeder (9) radial nach außen gegen die Schaltmuffe (1) in eine Rastausnehmung (1a) an der Innenseite (1b) der Schaltmuffe (1) eingreifend vorgespannt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (9) einschenkelig ausgebildet und an einem freien Ende (9a) hakenförmig gebogen ist und dass die Blattfeder (9) mit dem freien Ende (9a) in der neutralen Stellung der Schaltmuffe (1) in eine Rastausnehmung (1a) an der dem Druckstück (6) zugewandten Innenseite (1b) der Schaltmuffe (1) eingreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (6) schalenförmig ausgebildet ist und einen zu der Rotationsachse (7) parallel ausgerichteten sowie der Rotationsachse (7) zugewandten Boden (6a) und zumindest einen an der dem Gangrad zugewandten Seite des Druckstücks (6) von dem Boden (6a) abgehenden in radiale Richtung abgewinkelten Rand (6b) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (6b) radial nach außen von der Rotationsachse wegweisend abgewinkelt ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe (1) zwischen zwei einander auf der Rotationsachse (7) gegenüberliegenden der Gangräder auf einem Muffenträger (2) sitzt, wobei jedem der Gangräder jeweils mindestens einer der Synchronringe (3) zugeordnet ist und dass sich das Druckstück (6) an dem Muffenträger (2) wahlweise in Richtung der Gangräder verschiebbar zumindest radial in Richtung der Rotationsachse (7) abstützt.

6. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement zumindest teilweise aus der Richtung des Gangrades in Richtung der Schaltmuffe (10, 20) gegen die aus der neutralen Stellung in Richtung des Gangrades bewegte Schaltmuffe (10, 20) vorgespannt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement eine in dem Druckstück (16) aufgenommene Schraubenfehakenförmig gebogen ist und dass die Blattfeder (9) mit dem freien Ende (9a) in der neutralen Stellung der Schaltmuffe (1) in eine Rastausnehmung (1a) an der dem Druckstück (6) zugewandten Innenseite (1b) der Schaltmuffe (1) eingreift.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement eine in dem Druckstück (16) aufgenommene Schraubenfeder (19) mit einer parallel zur Rotationsachse der Vorrichtung ausgerichteten Symmetrieachse (19a) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (16) aus Blech mit einem flachen sowie parallel zu der Rotationsachse der Vorrichtung ausgerichteten Abschnitt (18a) geformt ist und dass das Druckstück (16) mindestens eine in Richtung des Gangrades weisende und zumindest zeitweise in Richtung des Gangrades gegen den Synchronring (12) drückende Drucklasche (18c) aufweist sowie das Druckstück (16) die Schraubenfeder (19) in Richtung des Gangrades hintergreift, wobei die vorgespannte Schraubenfeder (19) sich in Richtung des Gangrades an dem Druckstück (16) und in Richtung der Schaltmuffe (10, 20) an der dem Druckstück (16) zugewandten Innenseite (10a) der Schaltmuffe (10, 20) abstützt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende der Drucklasche (18c) in Richtung der Rotationsachse der Vorrichtung weisend abgewinkelt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucklasche (18c) mit dem freien Ende radial in eine Ausnehmung (12a) an dem Synchronring (12) eingreift.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe (10, 20) die Schraubenfeder (19) zumindest in der von dem Gangrad wegweisenden Richtung hintergreift.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (16) zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein schalenförmiges Außenteil (17) aus Blech zu einem schalenförmig ausgebildeten Innenteil (18) aus Blech in Richtung des Gangrades relativ verschiebbar an dem Innenteil (18) befestigt ist und wobei das Außenteil (17) an der Schaltmuffe (10, 20) zumindest in die von dem Gangrad wegweisende Richtung abgestützt ist sowie das Innenteil (18) radial in Richtung der Rotationsachse der Vorrichtung fest aber zumindest in Richtung des Gangrades verschiebbar in der Vorrichtung aufgenommen ist und dass die Schraubenfeder (19) von dem Innenteil (18) und dem Außenteil (17) umgriffen ist, wobei das Innenteil (18) einen flachen sowie parallel zu der Rotationsachse der Vorrichtung ausgerichteten Abschnitt (18a) aufweist und mindestens eine in Richtung des Gangrades weisende und zumindest zeitweise in Richtung des Gangrades gegen den Synchronring (12, 21) drückende Drucklasche (18c) aufweist sowie das Innenteil (18) wenigstens die Schraubenfeder (19) in Richtung des Gangrades hintergreift, wobei die vorgespannte Schraubenfeder (19) sich in Richtung des Gangrades an dem Innenteil (18) und in Richtung der Schaltmuffe (10, 20) in dem Außenteil (17) abstützt.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe (10, 20) zwischen zwei einander auf der Rotationsachse der Vorrichtung gegenüberliegenden der Gangräder auf einem Muffenträger (11) sitzt, wobei jedem der Gangräder jeweils mindestens einer der Synchronringe (12) zugeordnet ist und dass sich das Druckstück (16) an dem Muffenträger (11) wahlweise in Richtung eines der Gangräder verschiebbar zumindest radial in Richtung der Rotationsachse der Vorrichtung abstützt.