DE10164203C1 - Schaltkupplung für ein Stirnradgetriebe - Google Patents

Abstract

Es wird vorgeschlagen eine Schaltkupplung (75) für ein Stirnradgetriebe, insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einer Führungsmuffe (40), die an einer Welle des Stirnradgetriebes festlegbar ist und eine Außenverzahnung (44) aufweist, einer Schaltmuffe (10), die eine Innenverzahnung (14) aufweist, die mit der Außenverzahnung (44) der Führungsmuffe (40) kämmt, so, daß die Schaltmuffe (10) axial gegenüber der Führungsmuffe (40) verschieblich ist, und einem Kupplungskörper (80), der an einem Losrad festlegbar ist, das an der Welle drehbar gelagert ist, und eine Außenverzahnung (82) aufweist, in die die Innenverzahnung (14) der Schaltmuffe (10) geschoben werden kann, um den Kupplungskörper (80) in Drehrichtung formschlüssig mit der Führungsmuffe (40) zu verbinden, wobei die mit der Außenverzahnung (82) des Kupplungskörpers (80) in Eingriff tretenden Zähne (18) der Innenverzahnung (14) der Schaltmuffe (10) mit einer Hinterlegung (19) versehen sind, und mit Mitteln, um Verklemmungen zwischen den hinterlegten Zähnen (18) und der Außenverzahnung (44) der Führungsmuffe (40) zu vermeiden. DOLLAR A Dabei weist die Innenverzahnung (14) der Schaltmuffe (10) die hinterlegten Zähne (18) auf, die mit der Außenverzahnung (82) des Kupplungskörpers (80), jedoch nicht mit der Außenverzahnung (44) der Führungsmuffe (40) in Eingriff treten, und weist ferner Zähne (16) auf, die mit der Außenverzahnung (44) der Führungsmuffe (40) in Eingriff stehen, wobei die hinterlegten und die ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltkupplung für ein Stirnradgetriebe, insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einer Führungsmuffe, die an einer Welle des Stirnradgetriebes festlegbar ist und eine Außenverzahnung aufweist, einer Schalt­ muffe, die eine Innenverzahnung aufweist, die mit der Außenver­ zahnung der Führungsmuffe kämmt, so, daß die Schaltmuffe axial gegenüber der Führungsmuffe verschieblich ist, und einem Kupp­ lungskörper, der an einem Losrad festlegbar ist, das an der Welle drehbar gelagert ist, und eine Außenverzahnung aufweist, in die die Innenverzahnung der Schaltmuffe geschoben werden kann, um den Kupplungskörper in Drehrichtung formschlüssig mit der Führungsmuffe zu verbinden, wobei die mit der Außenverzah­ nung des Kupplungskörpers in Eingriff tretenden Zähne der In­ nenverzahnung der Schaltmuffe mit einer Hinterlegung versehen sind, und mit Mitteln, um Verklemmungen zwischen den hinterleg­ ten Zähnen und der Außenverzahnung der Führungsmuffe zu vermei­ den.

Eine derartige Schaltkupplung ist bekannt aus der EP 1 101 966 A2.

Gattungsgemäße Schaltkupplungen können sowohl rein formschlüs­ sig wirkende Schaltkupplungen sein, als auch solche Schaltkupp­ lungen, die dazu in der Lage sind, durch Reibeingriff eine Drehzahlanpassung zwischen Welle und Losrad zu erreichen. Dies wird gewöhnlich über Reibkegel erreicht.

Ferner beinhalten die gattungsgemäßen Schaltkupplungen auch Sperr-Synchronisierungen, bei denen ein Synchronring in an sich bekannter Weise begrenzt verdrehbar gegenüber der Führungsmuffe gelagert ist.

Um zu vermeiden, daß die Innenverzahnung der Schaltmuffe auf­ grund von Vibrationen oder dergleichen versehentlich aus der Außenverzahnung des Kupplungskörpers ausspurt, sind Zähne der Innenverzahnung der Schaltmuffe mit einer Hinterlegung verse­ hen. Entsprechend sind an Zähnen des Kupplungskörpers häufig ebenfalls Hinterlegungen vorhanden.

Die Hinterlegungen haben jedoch den Nachteil, daß es bei Auf­ treten von Kippmomenten zwischen Schaltmuffe und Führungsmuffe zu Verklemmungen kommen kann. Dies macht sich u. a. durch eine erhöhte Schaltkraft/Sperren bemerkbar.

Um dieses Problem zu lindern, sind die Hinterlegungen in axia­ ler Richtung häufig vergleichsweise lang ausgebildet. Dies führt jedoch zu einer Verkleinerung der Fläche zur Kraftüber­ tragung in Umfangsrichtung.

Um das Problem von Verklemmungen zu vermeiden, ist in der ein­ gangs genannten EP 1 101 966 A2 vorgeschlagen, die Zähne der Innenverzahnung der Schaltmuffe sämtlich in Radialrichtung in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt zu untertei­ len. Der radial innenliegende Abschnitt ist mit Hinterlegungen versehen und dazu ausgelegt, mit dem Kupplungskörper in Ein­ griff zu treten. Der radial außenliegende Abschnitt ist hinge­ gen hinterlegungsfrei ausgebildet und tritt über die ganze axiale Länge der Innenverzahnung mit der Außenverzahnung der Führungsmuffe in Eingriff. Die Zähne der Innenverzahnung der Schaltmuffe sind sämtlich identisch ausgebildet.

Vor dem obigen Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Schaltkupplung für ein Stirnradge­ triebe anzugeben, die hinsichtlich der Gleiteigenschaften zwi­ schen Schaltmuffe und Führungsmuffe sowie hinsichtlich des Ein­ griffs zwischen Innenverzahnung der Schaltmuffe und des Kupp­ lungskörpers optimiert ist.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Schaltkupplung für ein Stirnradgetriebe dadurch gelöst, daß die Innenverzah­ nung der Schaltmuffe die hinterlegten Zähne aufweist, die mit der Außenverzahnung des Kupplungskörpers, jedoch nicht mit der Außenverzahnung der Führungsmuffe in Eingriff treten, und fer­ ner hinterlegungsfreie Zähne aufweist, die mit der Außenverzah­ nung der Führungsmuffe in Eingriff stehen, und dadurch, daß die hinterlegten und die nicht hinterlegten Zähne über den Umfang der Schaltmuffe verteilt angeordnet sind.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine Funktions­ trennung zwischen solchen Zähnen erreicht, die für den Form­ schluß zwischen Schaltmuffe und Kupplungskörper verantwortlich sind, und solchen Zähnen, die im wesentlichen für die Gleit­ eigenschaften zwischen Schaltmuffe und Führungsmuffe verant­ wortlich sind.

Dadurch, daß die hinterlegten Zähne nicht mit der Außenverzah­ nung der Führungsmuffe in Eingriff treten, sind die Gleiteigen­ schaften in axialer Richtung verbessert. Die Schaltmuffe wird folglich ausschließlich an nicht hinterlegten Zähnen an der Führungsmuffe geführt. Hierdurch läßt sich die Führungslänge erhöhen. Dies wiederum ermöglicht eine deutliche Verringerung des Kippspiels. Bei den hinterlegten Zähnen ist es möglich, die Hinterlegungslänge zu verkürzen, da die hinterlegten Zähne nicht mit der Außenverzahnung des Synchronrings in Eingriff treten. Dies führt zu einer minimalen Zerspanung und zu einer erhöhten Festigkeit des Zahnes.

Die Anspitzwinkel von hinterlegten Zähnen und Zähnen des Kupp­ lungskörpers können ohne Rücksicht auf die Anspitzung der nicht hinterlegten Zähne dazu optimiert werden, einen möglichst gün­ stigen Einspurvorgang der Schaltmuffenverzahnung in die Kupp­ lungskörperverzahnung zu realisieren.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die hinterlegten und die hinterlegungsfreien Zähne jeweils in Gruppen von zwei oder mehr Zähnen aufgeteilt sind, wobei die Gruppen über den Umfang der Schaltmuffe abwechselnd angeordnet sind.

Durch die abwechselnde Anordnung kann eine Gleichverteilung der hinterlegten bzw. der hinterlegungsfreien Zähne über den Umfang der Schaltmuffe realisiert werden. Die Elemente der Schaltkupp­ lung können unwuchtfrei hergestellt werden.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die hinterlegten und die hinterlegungsfreien Zähne jeweils in drei Gruppen aufgeteilt sind.

Dies führt auf der einen Seite zu einer günstigen Herstellung. Andererseits ist auch auf einfache Weise eine Anpassung an kon­ struktive Randbedingungen wie Lage von Arretierungen etc. mög­ lich.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die An­ zahl der hinterlegten und der hinterlegungsfreien Zähne gleich.

Auf diese Weise kann jeweils die Hälfte der Zähne für den Ein­ griff zwischen Schaltmuffe und Kupplungskörper bzw. zwischen Schaltmuffe und Führungsmuffe herangezogen werden, so daß sich eine Gleichlast in Umfangsrichtung ergibt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die hinterlegungsfreien Zähne eine geringere effektive Breite auf als die hinterlegten Zähne.

Hierdurch wird erreicht, daß die hinterlegungsfreien Zähne nicht mit Flanken der Außenverzahnung des Kupplungskörpers in Eingriff treten, selbst wenn die hinterlegungsfreien Zähne in diese Verzahnung eingespurt sind.

Auch ist es von Vorteil, wenn die Schaltkupplung ferner einen Synchronring aufweist, der mit einer Außenverzahnung versehen ist, die mit den hinterlegungsfreien Zähnen in Eingriff tritt, nicht jedoch mit den hinterlegten Zähnen.

Bei dieser Ausgestaltung ist die Schaltkupplung als Sperr- Synchronisierung ausgebildet. Der Synchronring ist in an sich bekannter Weise begrenzt verdrehbar gegenüber der Führungsmuffe gelagert. Durch die Tatsache, daß die Außenverzahnung des Syn­ chronrings nur mit den hinterlegungsfreien Zähnen in Eingriff tritt, ist ein Verhaken bzw. Verklemmen zwischen der Verzahnung der Schaltmuffe und der Verzahnung des Synchronringes ebenfalls weitgehend unmöglich.

Dadurch, daß nur die hinterlegungsfreien Zähne mit der Verzah­ nung des Synchronringes in Eingriff treten, kann die Anspitzung der hinterlegungsfreien Zähne und der Verzahnung des Synchron­ ringes unabhängig von der Anspitzung der hinterlegten Zähne ge­ wählt werden.

Somit ist es möglich, die Anspitzung der hinterlegungsfreien Zähne der Schaltmuffe bzw. der Zähne des Synchronringes an das Sperrverhalten (Sperrbedingung!) anzupassen, ohne Rücksicht auf die Einspurbedingungen in den Kupplungskörper.

Generell ist es jedoch auch möglich, die Anspitzungen der hin­ terlegten und der hinterlegungsfreien Zähne identisch auszubil­ den, bspw. aus fertigungstechnischen Gründen.

Von besonderem Vorzug ist es dabei, wenn die Außenverzahnung des Synchronrings nur dort Zähne aufweist, wo die Schaltmuffe nicht hinterlegte Zähne aufweist.

Mit anderen Worten wird eine Außenverzahnung an dem Synchron­ ring nur dort vorgesehen, wo ein Eingriff mit der Verzahnung der Schaltmuffe möglich ist.

Gleichermaßen ist es von Vorteil, wenn die Außenverzahnung der Führungsmuffe nur dort Zähne aufweist, wo die Schaltmuffe hin­ terlegungsfreie Zähne aufweist.

Hierdurch wird das aufwendige Herstellen einer Verzahnung an der Führungsmuffe in jenen Bereichen vermieden, wo keine Ver­ zahnung notwendig ist.

Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn die Führungsmuffe zu­ mindest in solchen Umfangsbereichen keine Zähne aufweist, in denen Arretierungen (oder Drucksteine) für die Schaltmuffe an­ geordnet sind.

Arretierungen für die nicht geschaltete Position der Schalt­ kupplung sind gewöhnlich in Ausnehmungen der Führungsmuffe an­ geordnet. Es versteht sich daher, daß die Schaltkupplung vor­ zugsweise so ausgelegt wird, daß in genau jenen Bereichen keine Verzahnung notwendig ist.

Insgesamt ist es ebenfalls von Vorteil, wenn wenigstens einige Zähne der Innenverzahnung der Schaltmuffe mit vom Kopf aus ra­ dial nach innen vorstehenden Anschlägen zur Schaltwegbegrenzung ausgestattet sind.

Hierdurch ist es möglich, den Schaltweg auf konstruktiv einfa­ che Weise zu begrenzen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Schaltmuffe einer erfindungsgemäßen Schaltkupplung;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht auf eine Schaltmuffe einer erfindungsgemäßen Schaltkupplung;

Fig. 3 eine Detailansicht der Schaltmuffe von Fig. 1 in perspektivischer Darstellung;

Fig. 4 eine weitere Detailansicht der Schaltmuffe von Fig. 1 in perspektivischer Darstellung;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Führungsmuffe einer erfindungsgemäßen Schaltkupplung;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Synchronrings einer erfindungsgemäßen Schaltkupplung;

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht einer Abwicklung der in Eingriff stehenden Verzahnungen von Schalt­ muffe und Führungsmuffe; und

Fig. 8 eine schematische Teilansicht eines Längsschnittes durch eine Abwicklung einer erfindungsgemäßen Schaltkupplung.

In den Fig. 1, 3 und 4 ist eine Schaltmuffe einer erfin­ dungsgemäßen Schaltkupplung generell mit 10 bezeichnet.

Genauer gesagt ist die Schaltmuffe 10 Teil eines vom Aufbau an sich bekannten Synchronpaketes, das zwei Schaltkupplungen für zwei benachbarte Losräder aufweist, die an einer Welle eines Stirnradgetriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeuggetriebes drehbar gelagert sind.

Das Stirnradgetriebe kann ein herkömmliches Handschaltgetriebe oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe sein. Auch ist es möglich, daß das Stirnradgetriebe ein Doppelkupplungsgetriebe ist.

Der grundlegende Aufbau des Synchronpaketes ist im Stand der Technik bekannt und wird im folgenden nur kurz beschrieben. An der Welle des Stirnradgetriebes ist eine Führungsmuffe festge­ legt, bspw. mittels einer Keilnut-Verzahnung und einem axialen Sicherungsring. An einer Außenverzahnung der Führungsmuffe ist die Schaltmuffe 10 in axialer Richtung beweglich gelagert.

An den beiden Losrädern ist jeweils ein Kupplungskörper mit ei­ ner Außenverzahnung festgelegt. Der Kupplungskörper kann auf beliebige Weise mit dem jeweiligen Losrad verbunden sein. Bspw. kann der Kupplungskörper einstückig an dem Losrad ausgebildet sein. Alternativ hierzu wird der Kupplungskörper mittels einer Keilnut-Verzahnung an dem Losrad festgelegt, oder an das Losrad geschweißt etc.

Der Kupplungskörper weist eine Außenverzahnung auf, die der Au­ ßenverzahnung der Führungsmuffe entspricht.

Zum Herstellen eines Formschlusses zwischen Welle und Losrad wird die Schaltmuffe in axialer Richtung so bewegt, daß die In­ nenverzahnung der Schaltmuffe in die Außenverzahnung des Kupp­ lungskörpers einspurt.

Ferner weist jede der zwei Schaltkupplungen des Synchronpaketes einen dem Grunde nach bekannten Synchronring auf. Der Synchron­ ring ist begrenzt verdrehbar an der Führungsmuffe gelagert.

Bei einer Einfachkonus-Schaltkupplung ist in der Regel an dem Synchronring eine mit einem Reibbelag versehene Konusfläche vorgesehen, die dazu ausgelegt ist, mit einer entsprechenden Konusfläche an dem Losrad, bspw. an dem Kupplungskörper zusam­ menzuwirken. Bei Mehrfachkonus-Schaltkupplungen ist die Konus­ fläche des Synchronringes blank oder mit einem Reibbelag verse­ hen und es sind Taschen zum Mitnehmen eines weiteren Kegelrin­ ges vorgesehen.

In jedem Fall weist der Synchronring eine Außenverzahnung auf, die der Verzahnung der Führungsmuffe entspricht. Die Außenver­ zahnung des Synchronringes dient als Sperrverzahnung. Die Schaltmuffe drückt bei ihrer Axialbewegung mittels Arretierun­ gen an den Synchronring. Dieser wird aufgrund einer Differenz­ drehzahl zwischen Kupplungskörper und Synchronring verdreht, und zwar in eine Sperrstellung, bei der die Zähne des Synchron­ ringes der Verzahnung der Schaltmuffe gegenüber liegen. Sobald Drehzahlgleichheit erzielt ist, bricht das Reibmoment zusammen und der Synchronring läßt sich in eine Freigabestellung verdre­ hen. Die Schaltmuffe spurt durch die Verzahnung des Synchron­ ringes hindurch in die Verzahnung des Kupplungskörpers ein.

Die in den Fig. 1, 3 und 4 gezeigte Schaltmuffe 10 weist in an sich herkömmlicher Weise eine radiale Außennut 12 auf, in die eine Schaltgabel eines Schaltgestänges greifen kann, um die Schaltmuffe 10 in axialer Richtung zu bewegen.

Ferner weist die Schaltmuffe 10 eine Innenverzahnung 14 auf, die aus nicht hinterlegten bzw. hinterlegungsfreien Zähnen 16 und hinterlegten Zähnen 18 besteht.

Die hinterlegungsfreien Zähne 16 sind in drei Gruppen A zu je­ weils sieben Zähnen zusammengefaßt. Die hinterlegten Zähne 18 sind ebenfalls in drei Gruppen B zu jeweils 7 Zähnen zusammen­ gefaßt. Die Gruppen A, B sind über den Umfang der Schaltmuffe 10 abwechselnd angeordnet. Zwischen den jeweiligen Gruppen A, B sind jeweils Zähne vorgesehen, die auf der einen Flanke hinter­ legt und auf der anderen Flanke hinterlegungsfrei sind.

Insgesamt weist die Innenverzahnung 14 folglich einundzwanzig hinterlegte Zähne 18, einundzwanzig hinterlegungsfreie Zähne 16 und sechs Zwischenzähne auf.

Die Hinterlegungen der Zähne 18 sind in Fig. 1 und 3 bei 19 ge­ zeigt. Die Hinterlegungen 19 sind vergleichsweise kurz in axia­ ler Richtung und erstrecken sich über nicht mehr als etwa 1/4 bis 1/5 der axialen Gesamtlänge des Zahnes.

In einem jeweiligen mittleren Zahn 20 der Gruppen B ist eine Rastvertiefung 22 vorgesehen. Auch die zu dem jeweiligen mitt­ leren Zahn 20 benachbarten zwei Zähne weisen im vorliegenden Fall noch Teile einer derartigen Rastvertiefung auf.

Wie oben erwähnt, dient die Schaltmuffe 10 zum Betätigen von zwei Schaltkupplungen. Im folgenden wird jeweils lediglich auf die eine axiale Seite der Verzahnung 14 eingegangen. Es ver­ steht sich jedoch, daß die andere axiale Seite der Verzahnung 14 entsprechend aufgebaut ist.

Zwei weitere Zähne 24 einer jeden Gruppe B, und zwar die jeweils von dem mittleren Zahn 20 aus übernächsten Zähne 24, sind als Anschlagzähne 24 zur Schaltwegbegrenzung ausgebildet. Zu diesem Zweck weisen die Anschlagzähne 24 jeweils einen von ihrem Kopf in radialer Richtung nach innen vorstehenden Anschlag 26 auf. Der Anschlag 26 läuft bei einem Schaltvorgang gegen eine entsprechende Anschlagfläche an dem jeweiligen Kupp­ lungskörper.

Die hinterlegten Zähne 18 sind, wie es in Fig. 3 zu erkennen ist, an ihren axialen Enden jeweils mit einer Anspitzung 28 versehen.

Entsprechend sind die hinterlegungsfreien Zähne 16 an ihren axialen Enden mit einer jeweiligen Anspitzung 30 versehen.

Fig. 2 zeigt die Aufteilung des Umfangs einer Schaltmuffe 10 in schematischer Form. Es ist zu erkennen, daß sich die Gruppen A und B jeweils über einen Winkelbereich von 60° erstrecken.

In Fig. 5 ist eine Führungsmuffe 40 gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltkupplung gezeigt.

Die Führungsmuffe 40 weist eine Innenkeilnut-Verzahnung 42 auf, zur drehfesten Verbindung mit einer Welle des Stirnradgetrie­ bes.

An ihrem Außenumfang ist die Führungsmuffe 40 mit einer Außen­ verzahnung 44 versehen. Die Außenverzahnung 44 weist hinterle­ gungsfreie Zähne 46 auf. Die Zähne 46 sind lediglich an solchen Umfangsabschnitten der Führungsmuffe 40 vorgesehen, die den Um­ fangsabschnitten A entsprechen, in denen die Schaltmuffe 10 hinterlegungsfreie Zähne 16 aufweist. In den entsprechenden dazwischenliegenden Umfangsabschnitten ist die Führungsmuffe 40 verzahnungsfrei ausgebildet.

Ferner ist zu sehen, daß die Führungsmuffe 40 in den verzah­ nungsfreien Abschnitten jeweils eine mittige, radial nach innen gehende Außennut 48 aufweist. Die Außennut 48 dient zur Aufnah­ me von Arretierungen, die dazu ausgelegt sind, in die Rastver­ tiefung 22 der Schaltmuffe 10 einzurasten.

Ferner weist die Führungsmuffe 40 benachbart zu den Außennuten 48 jeweilige Sperranschläge 50 auf, die dazu dienen, die begrenzte Verdrehbarkeit eines nachstehend erörterten Synchron­ ringes in bezug auf die Führungsmuffe 40 zu gewährleisten.

In Fig. 6 ist eine Ausführungsform eines Synchronringes 60 für eine erfindungsgemäße Schaltkupplung gezeigt.

Der Synchronring 60 weist an seinem Innenumfang eine Konusflä­ che 62 auf. Im vorliegenden Fall ist der Synchronring 60 Teil einer Mehrfachkegel-Synchronisierung. In der gezeigten Ausfüh­ rungsform weist die Konusfläche 62 keinen Reibbelag auf. Die Konusfläche 62 steht mit einem weiteren, nicht näher darge­ stellten Kegelring in Wirkverbindung, der wiederum mit dem Kupplungskörper formschlüssig in Verbindung steht.

An seinem Außenumfang weist der Synchronring 60 eine Außenver­ zahnung 64 auf.

Die Außenverzahnung 64 weist eine Mehrzahl von Zähnen 66 auf, die ausschließlich in jenen Umfangsabschnitten des Synchronrin­ ges 60 ausgebildet sind, die den Abschnitten der Schaltmuffe 10 entsprechen, in denen die Gruppe A aus hinterlegungsfreien Zäh­ nen 16 angeordnet ist.

In den zwischen den Bereichen A liegenden Umfangsabschnitten weist der Synchronring in an sich bekannter Weise Sperrnocken 68 auf, die zwischen die jeweiligen Sperranschläge 50 der Füh­ rungsmuffe 40 greifen.

Ferner weist der Synchronring 60 an seinem Innenumfang Mitnah­ metaschen 70 für einen weiteren Kegelring (nicht gezeigt) auf.

In Fig. 7 ist in sehr schematischer Form das Zusammenwirken zwischen der Verzahnung der Schaltmuffe und der Verzahnung der Führungsmuffe 40 gezeigt.

Es ist zu erkennen, daß Schaltmuffe 10 und Führungsmuffe 40 zu­ einander flankenzentriert sind. Ferner ist zu erkennen, daß die Führungsmuffe 40 in dem Bereich der Verzahnung 14 der Schalt­ muffe, in dem hinterlegte Zähne 18 vorgesehen sind, keine Zähne aufweist.

In Fig. 8 ist in schematischer Form eine Längsschnittansicht durch eine Abwicklung der erfindungsgemäßen Schaltkupplung ge­ zeigt, die in Fig. 8 generell mit 75 bezeichnet ist.

In Fig. 8 ist zunächst zusätzlich zu den bereits erläuterten Elementen (Schaltmuffe 10, Führungsmuffe 40 und Synchronring 60) ein Kupplungskörper 80 mit einer Außenverzahnung 82 ge­ zeigt. Die Außenverzahnung 82 weist eine Mehrzahl von Zähnen 84 auf.

In Fig. 8 ist ferner zu sehen, daß die hinterlegten Zähne eine effektive Breite 90 besitzen. Die - kleinere - Breite der Zähne 18 im Bereich der tiefsten Stellen der Hinterlegungen 19 ist bei 92 gezeigt.

In Fig. 8 ist zu erkennen, daß die Zähne 84 des Kupplungskör­ pers 80 voneinander beabstandet sind in Übereinstimmung mit der effektiven Breite 90. Mit anderen Worten entspricht die effek­ tive Breite der Zähne 84 dem Abstand 94 der hinterlegten Zähne 18.

In Fig. 8 ist ferner zu erkennen, daß die nicht hinterlegten bzw. hinterlegungsfreien Zähne 16 eine effektive Breite 92 be­ sitzen, die der Breite der hinterlegten Zähne 18 im Bereich der Hinterlegungen 19 entspricht.

Mit anderen Worten ist die effektive Breite 92 der hinterle­ gungsfreien Zähne 16 kleiner als die effektive Breite der hin­ terlegten Zähne 18.

Der Abstand 96 der hinterlegungsfreien Zähne 16 ist angepaßt an die Breite der Zähne 46 der Führungsmuffe 40 bzw. die Breite der Zähne 66 des Synchronringes 60.

Man erkennt in Fig. 8 ferner, daß die hinterlegten Zähne 18 nicht mit den Zähnen 46 der Führungsmuffe 40 in Eingriff ste­ hen. Genauso ist in Fig. 8 zu erkennen, daß die hinterlegungs­ freien Zähne 16 dann, wenn die Verzahnung 14 der Schaltmuffe in die Verzahnung 82 des Kupplungskörpers 80 eingespurt ist, nicht an den Zähnen 84 des Kupplungskörpers 80 anliegen, jedenfalls nicht zur Kraftübertragung in Umfangsrichtung beitragen. Viel­ mehr treten die hinterlegten Zähne 18 mit den Zähnen 84 in Ein­ griff. Es versteht sich, daß in an sich üblicher Weise die Zäh­ ne 84 des Kupplungskörpers 80 in entsprechender Weise hinter­ legt sein können.

Die Flanken der hinterlegungsfreien Zähne 16 sind nicht durch Hinterlegungen unterbrochen, so daß die Gleiteigenschaften stark verbessert sind. Die damit einhergehende Führungslängen­ erhöhung bringt eine deutliche Einengung des Kippspiels.

Die hinterlegten Zähne 18 treten nicht mit der Verzahnung 64 des Synchronringes 60 in Eingriff, so daß vermieden wird, daß der Synchronring nach Aufheben der Sperrbedingung durch solche Störkorrekturen nochmals angedrückt wird.

Ferner können die Anspitzungen der Zähne 16 und der Zähne 66 ohne Rücksicht auf das nachfolgende Einspuren der hinterlegten Zähne 18 in den Kupplungskörper frei gewählt werden.

Insgesamt können folglich die einzelnen Funktionselemente der Schaltkupplung (wie Anspitzung, Hinterlegung, Verzahnung etc.) durch die räumliche Trennung jeweils unabhängig voneinander op­ timiert werden.

Insgesamt ist so eine Schaltkupplung mit einer deutlich besse­ ren Bedienbarkeit und geringerem Verschleiß realisierbar.

Die hinterlegten Zähne 18 sind nur mit der Verzahnung 82 des Kupplungskörpers 80 im Eingriff. Dies ermöglicht eine Verkür­ zung der Hinterlegungslänge, d. h. es ergibt sich eine minimale Zerspanung und eine erhöhte Festigkeit des Zahnes.

Durch die integrierte Schaltwegbegrenzung mittels der Anschläge 26 werden aufwendige Lösungen mit zusätzlichen Bauteilen ver­ mieden.

Die Anspitzwinkel der hinterlegten Zähne 18 können an die Er­ fordernisse des Einspurvorganges angepaßt werden, ohne dabei den Ablauf des Sperrvorganges zu beeinflussen.

Die Führungsmuffe kann als Sinterteil oder als gehärtetes Stahlteil ausgeführt sein.

Insgesamt ergeben sich verbesserte Gleiteigenschaften, ein re­ duziertes Kippverhalten. Das Einspurverhalten ist verbessert. Gangspringer können vermieden werden.

Claims (10)

1. Schaltkupplung (75) für ein Stirnradgetriebe, insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einer Führungsmuffe (40), die an einer Welle des Stirnradgetriebes festlegbar ist und eine Außenverzahnung (44) aufweist, einer Schaltmuffe (10), die eine Innenverzahnung (14) aufweist, die mit der Außenverzahnung (44) der Führungsmuffe (40) kämmt, so, daß die Schaltmuffe (10) axial gegenüber der Führungsmuffe (40) verschieblich ist, und einem Kupplungskörper (80), der an einem Losrad festlegbar ist, das an der Welle dreh­ bar gelagert ist, und eine Außenverzahnung (82) aufweist, in die die Innenverzahnung (14) der Schaltmuffe (10) ge­ schoben werden kann, um den Kupplungskörper (80) in Dreh­ richtung formschlüssig mit der Führungsmuffe (40) zu ver­ binden, wobei die mit der Außenverzahnung (82) des Kupp­ lungskörpers (80) in Eingriff tretenden Zähne (18) der In­ nenverzahnung (14) der Schaltmuffe (10) mit einer Hinter­ legung (19) versehen sind, und mit Mitteln, um Verklemmun­ gen zwischen den hinterlegten Zähnen (18) und der Außen­ verzahnung (44) der Führungsmuffe (40) zu vermeiden, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenverzahnung (14) der Schaltmuffe (10) die hinter­ legten Zähne (18) aufweist, die mit der Außenverzahnung (82) des Kupplungskörpers (80), jedoch nicht mit der Au­ ßenverzahnung (44) der Führungsmuffe (40) in Eingriff tre­ ten, und ferner hinterlegungsfreie Zähne (16) aufweist, die mit der Außenverzahnung (44) der Führungsmuffe (40) in Eingriff stehen, und daß die hinterlegten und die hinter­ legungsfreien Zähne (16, 18) über den Umfang der Schalt­ muffe (10) verteilt angeordnet sind.

2. Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hinterlegten und die hinterlegungsfreien Zähne (16, 18) jeweils in Gruppen (A, B) von zwei oder mehr Zäh­ nen aufgeteilt sind, wobei die Gruppen (A, B) über den Um­ fang der Schaltmuffe (10) abwechselnd angeordnet sind.

3. Schaltkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hinterlegten und die hinterlegungsfreien Zähne (16, 18) jeweils in drei Gruppen (A, B) aufgeteilt sind.

4. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der hinterlegten und der hinterlegungsfreien Zähne (16, 18) gleich ist.

5. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hinterlegungsfreien Zähne (16) ei­ ne geringere effektive Breite (92) aufweisen als die hin­ terlegten Zähne (18).

6. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkupplung (75) ferner einen Synchronring (60) aufweist, der mit einer Außenverzahnung (64) versehen ist, die mit den hinterlegungsfreien Zähnen (16) in Eingriff tritt, nicht jedoch mit den hinterlegten Zähnen (18).

7. Schaltkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenverzahnung (64) des Synchronrings (60) nur dort Zähne (66) aufweist, wo die Schaltmuffe (10) hinter­ legungsfreie Zähne (16) aufweist.

8. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenverzahnung (44) der Führungs­ muffe (40) nur dort Zähne (46) aufweist, wo die Schaltmuf­ fe (10) hinterlegungsfreie Zähne (16) aufweist.

9. Schaltkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmuffe (40) zumindest in solchen Umfangsbe­ reichen keine Zähne aufweist, in denen Arretierungen für die Schaltmuffe (10) angeordnet sind.

10. Schaltkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige Zähne (24) der In­ nenverzahnung (14) der Schaltmuffe (10) mit vom Kopf aus radial nach innen vorstehenden Anschlägen (26) zur Schalt­ wegbegrenzung ausgestattet sind.