DE1101057B

DE1101057B - Sperrsynchronisierte Klauenkupplung

Info

Publication number: DE1101057B
Application number: DED19691A
Authority: DE
Inventors: Werner Altmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1955-02-02
Filing date: 1955-02-02
Publication date: 1961-03-02

Description

Sperrsynchronisierte Klauenkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine sperrsynchronisierte Klauenkupplung, die aus einem axial unverschieblichen und einem axial verschieblichen Kupplungskranz sowie einem Synchronisier- und Sperring besteht, der beim Einrücken vom verschieblichen Kupplungskranz mitgenommen wird, in Reibungsschluß mit einer Synchronisierfläche am unverschieblichen Kranz tritt, gegenüber dem verschieblichen Kranz um einen Betrag verdreht wird und dadurch das Einrücken des verschiablichen Kranzes bis zum Erreichen eines mindestens näherungsweisen Gleichlaufs verhindert.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Klauen der Kupplungskränze innerhalb des Synchronisier-und Sperringes anzuordnen und die Klauen des einen Kupplungskranzes als radial gerichtete, stiftförmige Elemente auszubilden.
Die Erfindung stellt eine Verbesserung derartiger Klauenkupplungen dar und besteht im wesentlichen darin, daß die Klauen speichenartig zwischen einem inneren und einem äußeren ringförmigen Teil des axial verschieblichen Klauenkupplungskranzes angeordnet sind. Hierbei ist es günstig, wenn die speichenförmigen Klauen und die beiden ringförmigen Teile des axial verschieblichen Kupplungskranzes aus einem Stück .bestehen.
Gegenüber der früher vorgeschlagenen Konstruktion, bei der die stiftförmigen Klauen des verschieblichen Kupplungskranzes, von einem ringförmigen Teil ausgehend, radial nach innen frei vorstehen, ergeben sich bei der vorliegenden Erfindung wesentliche Vorteile.
Der verschiebliche Kupplungskranz wird dadurch, daß die speichenartigen Klauen, in radialer Richtung betrachtet, innen und außen von je einem ringförmigen Teil zusammengehalten sind, erheblich steifer. Das ganze Bauteil wird auf diese Weise so steif, daß es möglich ist, dieses Bauteil nur mit Hilfe einer an dem inneren ringförmigen Teil angebrachten Keilverzahnung od. dgl. drehfest mit der ihm zugeordneten Welle zti verbinden. Bei der früher vorgeschlagenen Konstruktion war es im Gegensatz hierzu nicht möglich, die Drehmomentübertragung lediglich mit Hilfe der freien Enden der stiftförmigen Klauen vorzunehmen, sondern es mußte auch das äußere Ringteil dazu verwendet werden, so daß die Welle bzw. das mit dieser fest verbundene Zwischenglied unter großer radialer Erstreckung doppelte Führungsbahnen für den verschiebilichen Kupplungskranz aufweisen mußte.
Auch für die Bearbeitung bietet die erfindungsgemäße Konstruktion einen erheblichen Fortschritt. Die Bearbeitung der stiftförmigen Klauen und der nach innen anschließenden Gleitflächen bot bei der früher vorgeschlagenen Konstruktion bei einstückiger Ausführung infolge der Durchfederung der Klauen große Schwierigkeiten, so daß in der Praxis diese stiftförmigen Klauen einzeln bearbeitet und dann in das ringförmige Teil eingesetzt werden mußten. Die erfindungsgemäße Konstruktion ist hingegen so steif, daß eine Bearbeitung der stiftförmigen Klauen ohne weiteres im Zusammenhang mit den ringförmigen Teilen vorgenommen werden kann, so daß beide ringförmigen Teile und die speichenartigen Klauen aus einem Stück hergestellt werden können.
Der verschiehliche Klauenkupplungskranz soll im Interesse einer möglichst kleinen axialen Baulänge der Kupplung möglichst schmal sein. Trotzdem bietet sich bei der durch die Erfindung gewährleisteten großen Steifigkeit noch die Möglichkeit, diesen Kupplungskranz aus zwei, spiegelbildlich gleichen Scheiben herzustellen. Die Aufteilung in zwei Scheiben hat erhebliche Vorteile: Die Scheiben können ausgestanzt werden, da sie hierzu schmal genug sind. Das Profil der speichenartigen Klauen läßt sich exakter herstellen, da jeweils durch die Trennfläche zwischen den beiden Scheiben eine einwandfreie Aufspannfläche gegeben ist. Ferner ist es auch möglich, zwischen; die beiden Scheiben; bei der Montage einen federnden Ring einzulegen, der zur Übertragung des axialen Schubes von dem verschieblichen Kupplungskranz auf den Synchronisier- und Sperring dient.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles zu entnehmen.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Doppelkupplung, Fig. 1 a eine Einzelheit der Fig.1 in größerem Maßstab, Fig. 2 einen Schnitt durch das auf der Abtriebswelle sitzende Zahnrad, Fig.3 einen Schnitt durch den Synchronisier- und Sperring, Fig. 4 eine Ansicht des axial verschieblichen KulSplungskranzes und _ - .-Fig.4a einen Schnitt durch eine Klaue dieses Kranzes. .-In Fig. 1 ist 10 die Antriebswelle, auf die ein Zahnrad 11 fest aüfgesefzt ist. der Klauenkupplungskranz 12 besteht mit der Antriebswelle 10 aus einem Stück. Die Abtriebswelle 13 - ist in einer Ausnehmung der Antriebswelle 10 mittels eines Nadellagers 14 gelagert und trägt einerseits urdrehbar und unverschieblich ein als Trägerglied für den verschieblichen Klauenkupplungskranz dienendes Zwischenglied 15 und andererseits drehbar, aber unverschieblich ein Zahnrad 16, welches mit einem zweiten Klauenkupplungskranz 17 aus einem Stück besteht und wechselweise zum Klauenkupplungskranz 12 mit dem Trägerglied 15 kuppelbar ist. Die Zahnräder 11 und 16 stehen mit den Zahnrädern einer Vorgelegewelle od. dgl. in an sich bekannter, in der Zeichnung nicht näher dargestellter Weise im Eingriff.
In das Trägerglied 15 ist der in Fig. 4 in Ansicht dargestellte Klauenkupplungskranz 18 verschieblich eingesetzt. Er besteht aus zwei spiegelbildlich gleichen Scheiben,19 und 20; die durch eine Gabel 21 zusammengehalten werden. Die Verschiebung des Klauenkupplungskranzes 18 erfolgt durch Verschiebung des Gabelgliedes 21 auf einer' im Getriebegehäuse gelagerten Stange 22. Jede der Scheiben 19 bzw. 20 weist zwei ringförmige Teile 23 und 24 auf, zwischen denen speichenartige Klauen 25 .angeordnet sind. Sie sind nach beiden, axialen Richtungen hin zugespitzt (vgl. Fig..4a), um in entsprechende Gegenklauen eingreifen zu können. Die ringförmigen Teile 23 sind mit Keilnuten 26 versehen, mit deren Hilfe der Kupplungskranz 18 drehfest, aber -verschieblich mit dem Trägerglied 15 verbunden ist.
ZurSynchronisierungdientder aus zwei spiegelbildlichen Teilen 27 und 28 bestehende Synchronisier- und Sperring, der im zusammengenieteten Zustand in Fig. 3 dargestellt ist. Der Synchronisier- und Sperring weist innere Konusflächen 30 auf, die mit entsprechenden Konusflächen 31 .der Klauenkupplungskränze 12 bzw. 17 durch Reibung zusammenwirken. Durch Schlitze 32 in dem axial gegen die mittlere Symmetrie-Querebene der Doppelkupplung gerichteten Stück der Teile 27 bzw. 28 des Synchronisier- und Sperrings werden axial vorspringende klauenartige Zähne 33 gebildet. Die vorspringenden-Enden der Zähne sind beiderseits mittels Keilflächen 34 zugespitzt, an welche sich wieder ein axiales Stück 35 anschließt. Mit der stumpfen Enden der axialen Stücke 35 liegen die beiden Teile 27 und 28 aneinander an. Sie werden in dieser Stellung durch Niete 29 zusammengehalten. Im zusammengebauten Zustand greifen die speichenartigen Klauen 25 des verschieblichen Klauenkupplungskranzes 18 durch die Hohlräume des Synchronisier- und Sperringes hindurch, die.Aurch die obenerwähnten Zähne 33, 35 gebildet werden. Die Klauen 25 sind so breit (Maß a in Fig. 3 und--.4a), daß sie gerade in die Schlitze32 eingeführt wer-den-können.
Der Synchronisier- und. Sperring 27, 28 ist mit dem verschieblichen Klauenkupplungakränz 18 durch einen nach innen federnden Ring-36 gekuppelt, der sich in eine Nut 37 an der Tretrrsfelle der beiden Teile 27 lind 28 des Synchronisier=Ünd Sperringes legt und der sich nach außen heraus in einen Raum 38 zwischen den beiden Teilen 19 und 20 des verschieblichen Klauenkupplungskranzes 18 bewegen kann '(vgl:- Fig.-1 a). ,:-_Die-:speichenartigen Klauen 25 des verschieblichen Klauenkupplungskranzes 18 sind in radialer Richtung so lang, daß sie außer zwischen die Zähne 33 des Synchronisier- und Sperringes auch zwischen die Klauen 39 der Klauenkupplungskränze 12 bzw. 17 eingreifen können.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: In Fig. 1 ist die Klauenkupplung in der neutralen Mittelstellung gezeigt. Der verschiebliche Klauenkupplungskranz 18 befindet sich in der mittleren Symmetrie-Querebene der Kupplung, wobei der Synchronisier- und Sperring 27, 28 ohne Reibung gegenüber den unverschieblichen Klauenkupplungskränzen 12 und 17 frei drehbar ist und mit den Teilen 35 seiner Zähne mit freiem Spiel in die Hohlräume zwischen den: speichenartigen Klauen 25 des verschiebliohen Klaüenküpplungskranzes 18 eingreift.
Soll z. B. .die Abtriebswelle 13 mit der Antriebswelle 10 verbunden werden, so wird mittels der Gabel 21 der verschiebliche Klauenkupplungskranz 18 nach links verschoben. Diese Verschiebung hat zunächst die Wirkung, daß .der federnde Ring 36 den Synchronisier- und Sperring 27, 28 mittels der Konusfläche 30 gegen die Konusfläche 31 .des Klauenk .upplungskranzes 12 drückt und dadurch den Ring 27, 28 mit der Antriebswelle 10 durch Reibung kuppelt. Die Antriebswelle nimmt infolgedessen den Synchronisier- und Sperring 27, 28 in ihrer Drehrichtung mit, und zwar so lange, bis die speichenartigen Klauen 25 an den Teilen 35 des Synchronisier- und Sperringes anliegen. Beim weiteren Verschieben des Klauenkupplungskrar_-zes 18 legen sich die Schrägflächen der speichenartigen Klauen 25 an die Schrägflächen 34 der Zähne 33 an. Ein weiteres axiales Verschieben der speichenartigen Klauen ist zunächst nicht möglich, da zwischen dem verschieblichen Klauenkupplungskranz 18 und dem Synchronisier- und Sperring 2728 ein große Drehmoment übertragen wird, und zwar so lange, bis Gleichlauf zwischen diesen beiden Gliedern, d. h. zwischen den Wellen 10 und 13 eingetreten ist. Dann ist es möglich, den Klauenkupplungskranz 18 noch weiter axial zu verschieben und die kleine relative Drehbewegung zwischen dem Klau.enkupplungskranz 18 und dem Synchronisier- und Sperring 27, 28 zu bewerkstelligen, durch die es möglich wird, daß die Klauen 25 in die Führungen 32 einspuren. Dann wird aber auch die eigentliche, formschlüssige Kupplung zwischen den Wellen 10 und 13 hergestellt, indem beim Eindringen in die Schlitze 32 die Klauen 25 gleichzeitig auch in die Schlitze zwischen den Zähnen 39 des Klauenkupplungskranzes 12 eingreifen.

Claims

PATENTANSPHUCHE: 1. Sperrsynchronisierte Klauenkupplung, bestehend aus einem axial unverschieblichen und einem axial verschieblichen Kupplungskranz sowie einem Synchronisier- und Sperring, der beim Einrücken vom verschieblichen Kupplungskranz mitgenommen wird, in Rebungsschluß mit einer Synchronisierfläche am unverschieblichen Kranz tritt, gegenüber dem verschieblichen Kranz um einen Betrag verdreht wird und dadurch das Einrücken des verschieblichen Kranzes bis zum Erreichen - eines mindestens näherungsweisen Gleichlaufs: verhindert; dadurch gekennzeichnet, daß die Klauen (25) speichenartig zwischen einem inneren und einem äußeren ringförmigen Teil (23 -und 24) des axial verschieblichen Klauenkupplungskranzes (18) angeordnet sind. 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die speichenförmigen Klauen (25) und die beiden ringförmigen Teile (23 und 24) des axial verschieblichen Klauenkupplungskranzes (18) aus einem Stück bestehen. 3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verschiebliche Klauenkupplungskranz (18) aus zwei spiegelbildlich gleichen Scheiben (19 und 20) zusammengesetzt ist. 4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Scheiben (19 und 20) durch eine sie teilweise umfassende Schaltgabel (21) zusammengehalten sind. 5. Kupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Übertragen des Axialschubes von dem axial verschieblichen Klauenkupplungskranz (18) auf den Synchronisier- und Sperring (27, 28) ein federnder Ring (36) dient, der zwischen den beiden Scheiben (19 und 20) angeordnet ist. 6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Doppelkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein mittlerer, axial verschieblicher Klauenkranz (18) mit einem doppelseitig wirkenden Synchronisier- und Sperrring (27, 28) wechselweise in rechts und links davon angeordnete, mit Synchronisierflächen ausgestattete, axial unverschiebliche Klauenkupplungskränze (12 und 17) einrückbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 356 796; französische Patentschrift Nr. 851547; britische Patentschrift Nr. 332 302; USA.-Patentschriften Nr. 1909 644, 2 259 527, 2495411.