DE1025734B - Schaltkupplung fuer die auf einer Welle lose drehbaren Zahnraeder eines Zahnraederwechselgetriebes fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Schaltkupplung fuer die auf einer Welle lose drehbaren Zahnraeder eines Zahnraederwechselgetriebes fuer Kraftfahrzeuge

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DE1025734B
DE1025734B DED21471A DED0021471A DE1025734B DE 1025734 B DE1025734 B DE 1025734B DE D21471 A DED21471 A DE D21471A DE D0021471 A DED0021471 A DE D0021471A DE 1025734 B DE1025734 B DE 1025734B
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DE
Germany
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cone
clutch
shaft
conical
gear change
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Pending
Application number
DED21471A
Other languages
English (en)
Inventor
Werner Altmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler Benz AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
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Publication date
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Publication of DE1025734B publication Critical patent/DE1025734B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00Friction clutches
    • F16D13/04Friction clutches with means for actuating or keeping engaged by a force derived at least partially from one of the shafts to be connected

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Description

  • Schaltkupplung für die auf einer Welle lose drehbaren Zahnräder eines Zahnräderwechselgetriebes für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Schaltkupplung für die auf einer Welle lose drehbaren Zahnräder eines Zahnräderwechselgetriebes für Kraftfahrzeuge mit einer konischen Scheibe und einem Gegenkonus, deren Querschnitte von der Kreisfläche abweichen, wobei der Gegenkonus in eine Leerlaufstellung, in eine Synchronisierstellung und in eine formschlüssige Kupplungsstellung verschiebbar ist.
  • Es sind Kupplungen bekannt, bei denen eine am Rand kegelförmig abgedrehte Scheibe, die auf einem Wellenende befestigt ist, gegen einen gleichfalls konisch ausgebildeten Hohlkörper gepreßt und hierdurch bei Drehung der einen Welle mitgenommen wird. Derartige Kupplungen wirken in der Weise, daß die Reibung als Kraftübertragungsmittel benutzt wird. Die beiden Wellenenden stehen sich dabei koaxial gegenüber, und der eine Teil der Kupplung ist auf der zugehörigen .Welle axial verschiebbar angeordnet. Derartige Kupplungen sind vorteilhaft, wenn die beiden Wellen während des Betriebes gekuppelt werden sollen. Sie werden deshalb häufig im Automobilbau verwendet. Diese Kupplungen benötigen aber einen relativ großen Anpreßdruck, da lediglich hierdurch eine genügend große Reibung erzielt werden kann; die zur Übertragung des eingeleiteten Drehmomentes erforderlich ist. Die Reibung kann zwar durch Veränderung des Kegelwinkels des Konus und durch die Wahl von Reibflächen großer Oberflächenrauhgkeit vergrößert werden, jedoch sind herfür gewisse Grenzen gesetzt. Werden derartige Kupplungen in Schaltgetrieben, insbesondere bei Zahnräderwechselgetrieben, verwendet, müssen die Schaltorgane sehr kräftig ausgebildet sein und erfordern dementsprechend auch eine relativ große Kraft zum Schalten beim Übergang von der einen in die andere Schaltstellung.
  • Die Erfindung dient dazu, die zum Schalten der Kupplung notwendige Kraft und den Anpreßdruck möglichst zu verringern oder gar in der Einschaltstellung ohne äußeren Anpreßdruck auszukommen.
  • Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß auf der Welle und auf der Innenseite des Gegenkonus radiale Verzahnungen mit mindestens einer achsparallelen Fläche für die Leerlaufatellung und mit mindestens einer abgeschrägten Fläche für die Synchronisier- und die Kupplungsstellung angebracht sind.
  • Diese Anordnung dient dem Zweck, die Schaltgabel von der Verstellkraft und dem Anpreßdruck an den feststehenden Kupplungsteil zu entlasten, der zur Übertragung des Drehmomentes erforderlich ist. Die Drehmomentübertragung zwischen , dem verschiebbaren Kupplungsteil und der Welle wird so vorgenommen, daß der Anpreßdruck für die Kupplungsteile gegeneinander innerhalb des Getriebes selbst kompensiert wird.. Hierzu werden - wie oben gesagt - die einzelnen Zähne der Innenverzahnung sowohl wie die der Welle an ihren Enden so abgeschrägt, daß sie bei Verdrehung eine Kraftkomponente in Richtung auf die feststehenden Kupplungsteile hervorrufen. Dadurch werden bei der Drehbewegung die beweglichen Kupplungsteile an die in Achsrichtung unverschieblichen gepreßt.
  • Bei einer nur einseitig ausgebildeten Kupplung wird die Schrägverzahnung jeweils nur an einer Seite vorgesehen, so daß die abgeschrägten Flächen an der Wellenverzahnung an der Seite vorgesehen sind, an der sich auch der Gegenkonus befindet. Am verschiebbaren Kupplungsteil sind die schrägen Flächen aber an der entgegengesetzten Seite angeordnet. Bei einem Doppelkanus jedoch sind sowohl an der Wellen- wie auch an der Kupplungsteilverzahnung beidseitig die Endflächen abgeschrägt.
  • Um den Doppelkonus in einer ausgeschalteten Mittelstellung, d. h. im Leerlauf, auch ohne Schaltkräfte halten zu können, ist es erforderlich, daß zwischen den abgeschrägten Flächen noch die obengenannten, parallel zur Achsrichtung verlaufenden Zahnflanken verbleiben, die für den Doppelkonus keine Bewegungskomponente in Achsrichtung hervorrufen.
  • Die die Konusflächen bildenden Teile der Kupplung werden zweckmäßig so ausgebildet, daß die konische Scheibe und der Gegenkonus von mehreren einander gleichen Kegeltei:lflächen begrenzt sind, deren Achsen außerhalb der Achse der konischen Scheibe und des Gegenkonus liegen und die in abgerundeter Form ineinander übergehen. Vorteilhaft werden die abgeschrägten Flächen so ausgebildet, daß sie unter einem Winkel von 45° zueinander verlaufen.
  • Bei einer Schaltkupplung mit einem zwei Gegenkonen aufweisenden Doppelkonus werden in besonderer Ausgestaltung der Erfindung die radialen Verzahnungen, in der Mitte des Doppelkonus angeordnet.
  • Die Erfindung sei an Handeines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig.1 einen Schnitt längs zur Achse durch ein mit der erfindungsgemäßen Kupplung versehenes Zahnradwechselgetriebe, Fig. 2 einen Querschnitt durch die konischen Kupplungsflächen bei eingeschalteter Kupplung nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt III-III in Fig. 1 durch die Welle mit festste ender Verzahnung und den Kupplungsteil mit axial verschieblicher Verzahnung, Fig. 4 einen in der Zeichenebene ausgebreiteten kreisförmigen Schnitt IV-IV in Fig. 1 durch die Verzahnung von Welle und Kupplungsteil.
  • Durch die Welle 1 und die Zahnräder 2 und 3 soll ein Drehmoment auf die lose auf einer zweiten Welle 4 angeordneten Zahnräder 5 und 6 übertragen werden. Die Zahnräder 5 und 6 sind jeweils mit den Kupplungsteilen 7 und 8 fest verbunden. Diese Kupplungsaußenteile 7 und 8 laufen lose auf der Welle 4 in Nadellagern 9 und 10 um, sind aber an einer seitlichen Verschiebung durch entsprechende Wellenbunde und End- und Abstandshülsen gehindert. De Konusflächen der Kupplungsteile sind Mantelteilflächen eines Kegels. Der Konusfläche 11 des Außenkupplungsteiles 8 steht die Konusfläche 13 des inneren Doppelkonus 14 gegenüber, die hinsichtlich der Form und Ausbildung der Konusfläche 11 entsprechend ausgebildet ist. Der Doppelkonusteil 14 weist auf der anderen Seite ebenfalls .einen Konus 15 auf, der der Konusfläche 16 gegenübersteht und die in ihrer Ausbildung einander angepaßt sind. Der Doppelkonus 14 weist eine Innenverzahnung 20 auf, mit der er in eine auf der Welle 4 vorgesehene Gegenverzahnung 21 eingreift. Er kann demgemäß auf der Welle verschoben, aber ihr gegenüber nicht verdreht werden. Der Doppelkonus ist als Schaltmuffe ausgebildet und besitzt zwischen den beiden Konusflächen 13 und 15 eine Schaltnut 17. In diese Schaltnut greift eine Schaltklaue 18 des Schaltgliedes 19 ein, durch welche die Schaltmuffe entweder mit dem einen oder anderen Kupplungsteil? oder 8 irr Verbindung gebracht und in dieser Stellung zur Übertragung des Drehmomentes entweder vom Zahnrad 2 über die Teile 5, 7 und 14 oder vom Zahrad 3 über die Teile 6, 8 und 14 auf die Welle 4 verwendet wird.
  • Ein Schnitt quer zur Achse durch die Konusflächen 15 und. 16 an der Stelle II-II würde ein der Fig. 2 ähnliches Bild ergeben. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß die Neigung oder sonstige Größenverhältnisse der beiden Konusteile auf dem als Schaltmuffe ausgebildeten Doppelkonus 14 gleiche Abmessungen haben.
  • Der in Fig. 3 dargestellte Schnitt gibt sowohl die Innenverzahnung am verschiebbaren Doppelkonus 14 wie auch die Verzahnung der feststehenden Welle 4 wieder, die miteinander im Eingriff stehen. Sowohl die Zähne 20 des Konus wie auch die Zähne 21 auf der Welle sind an ihren Enden so abgeschrägt, daß sie unter einem Winkel von etwa 45° zueinander verlaufende Flächen bilden. Dies wird deutlich durch einen kreisförmigen Schnitt längs der Linie IV-IV, der in Fig. 4 in die Zeichenebene ausgebreitet dargestellt ist. Die in diesem Schnitt dargestellten Zahnflächen weisen den gleichen Querschnitt auf. Die Doppelkonusinnenverzahnung 20 ist in der durch Pfeil angegebenen Längsrichtung zur Wellenachse 4 verschiebbar, während die Zähne 21 auf der Welle 4 feststehend sind. Die Figur zeigt die Wellen- und Nabenzähne in einer Stellung, in der sie sich in der Freilaufstellung befinden, d. h., hierbei wird kein Drehmoment vom einen zum anderen Kupplungsteil übertragen. Die achsparallelen Flächen der Innenzähne des Doppelkonus 14 wie auch der Außenzähne der Welle 4 liegen einander gegenüber. Wird die Nabenverzahnung 20 nach rechts oder links verschoben, dann legen sich bei Verschiebung nach der einen Seite die schrägen Flächen 22 der Zähne 20 der Nabe an die schrägen Flächen 23 der Zähne 21 der Welle oder bei Verschiebung in der anderen Richtung die schrägen Flächen 24 der Nabe 20 an die schrägen Flächen 25 der Welle 21 an. Bei Verdrehung der Welle bzw. der Nabe wird jeweils eine Kraftkomponente in Richtung auf den dem losen gegenüberliegenden feststehenden Konusteil ausgeübt, wodurch die beiden konischen Flächen fest gegeneinandergepreßt werden.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltkupplung für die auf einer Welle lose drehbaren Zahnräder eines Zahnräderwechgelgetriebes für Kraftfahrzeuge mit ei=ner konischen Scheibe und einem Gegenkonus, deren Querschnitte von der Kreisfläche abweichen, wobei der Gegenkonus in eine Leerlaufstellung, in eine Synchronisierstellung und i eine formschlüssige Kupplungsstellung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (4) und auf der Innenseite des Gegenkonus (14) radiale Verzahnungen (21,20) mit mindestens einer achsparallelen Fläche für die Leerlaufstellung und mit mindestens einer abgeschrägten Fläche für die Synchronisier-und die Kupplungsstellung angebracht sind.
  2. 2. Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Scheibe und der Gegenkonus von mehreren einander gleichen Kegelt@eilflächien begrenzt sind, deren Achsen außerhalb der Achse der konischen Scheibe und des Gegenkonus liegen und die in abgerundeter Form ineinander übergehen.
  3. 3. Schaltkupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, d@aß die abgeschrägten Flächen unter einem Winkel von 45° zueinander verlaufen.
  4. 4. Schaltkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit einem zwei Gegenkonen aufweisenden Doppelkonus, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Verzahnungen in der Mitte des Doppelkonus angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 8456 vom Jahre 1911, 156662.
DED21471A 1955-10-12 1955-10-12 Schaltkupplung fuer die auf einer Welle lose drehbaren Zahnraeder eines Zahnraederwechselgetriebes fuer Kraftfahrzeuge Pending DE1025734B (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1098825B (de) * 1959-09-17 1961-02-02 Daimler Benz Ag Kraftschluessige und ausrueckbare Kupplung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
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US2993579A (en) * 1958-03-28 1961-07-25 Daimler Benz Ag Synchronization arrangement
DE1169789B (de) * 1958-01-07 1964-05-06 Daimler Benz Ag Ausrueckbare Reibscheibenkupplung, insbesondere Hauptkupplung fuer Kraftfahrzeuge
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