DE1142738B

DE1142738B - Zahnkupplung mit einem Synchronisier- und Sperring, insbesondere fuer Zahnraederwechselgetriebe

Info

Publication number: DE1142738B
Application number: DER26561A
Authority: DE
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1958-10-24
Filing date: 1959-10-17
Publication date: 1963-01-24

Description

Zahnkupplung mit einem Synchronisier-und Sperring, insbesondere für Zahnräderwechselgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere für Zahnräderwechselgetriebe bestimmte Zahnkupplung mit einem Synchronisier- und Sperring, der auf dem einen Kupplungszahnkranz axial verschieblich und in Umfangsrichtung begrenzt drehbar angeordnet ist, wobei radial nach innen gerichtete Zungen am Synchronisier- und Sperring in Ausnehmungen des den Ring tragenden Kupplungkranzes mit Spiel in Umfangsrichtung eingreifen, ferner Schrägflächen an den Zungen und den Ausnehmungen vorhanden sind, die während des Synchronisierens sperrend wirken und einen von Rückholfedern des Synchronisier- und Sperrings unterstützten Axialschub im Sinne der Anpressung der Synchronisierreibflächen ausüben.
Bei der bekannten Zahnkupplung dieser Art wird der Synchronisierring durch mehrere gekrümmte Blattfedern stirnseitig gegen den Kupplungszahnkranz einer die verschiebbare Schaltmuffe tragenden Nabe gedrückt. Die Blattfedern sind zwischen dem Synchronisier- und Sperring und einem ebenfalls einen Kupplungszahnkranz aufweisenden Zahnrad angeordnet. Diese Blattfedern erhöhen den Platzbedarf der Kupplung. Sie sind ferner bruchgefährdet und verringern somit die Betriebssicherheit der Kupplung. Sie haben außerdem, wie alle axial belasteten Federn den Nachteil, daß sie eine starke Rückstellkraft erzeugen, wenn die Kupplungszahnkränze eingerückt sind. Dadurch wird das Schalten erschwert. Schließlich sind für jeden Synchronisier- und Sperring mehrere Blattfedern erforderlich. was die Anzahl der Bauteile der Kupplung erhöht.
Es ist ferner eine Zahnkupplung für ein Zahnräderwechselgetriebe bekannt, bei der ein Synchronisierring auf dem mit dem einen Kupplungszahnkranz versehenen Kupplungsteil verschiebbar gelagert ist und in Axialrichtung der Kupplung weisende Bolzen trägt. Diese Bolzen sind mit Sperrflächen versehen, die an entsprechenden Gegenflächen des Kupplungsteiles anliegen, solange noch nicht Gleichlauf zwischen den zu synchronisierenden Teilen herrscht. Die Bolzen besitzen ferner an ihren freien Enden Schrägflächen, an denen ein geschlitzter, radial federnder Drahtring anliegt, der es ermöglicht, über die Bolzen Axialkräfte auf den Synchronisierring auszuüben. Infolge der axial gerichteten Bolzen, die hintereinander je eine geneigte Sperr- und eine Schrägfläche besitzen, hat diese bekannte Kupplung einen großen axialen Platzbedarf. Sie ist außerdem verhältnismäßig kompliziert in der Herstellung, da mit jedem Synchronisierring mehrere Bolzen verbunden werden müssen.
Diese Nachteile sind erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß an den Zungen nach innen weisende, zur Kupplungsachse geneigte Fortsätze vorgesehen sind, und daß an den Schrägflächen dieser Fortsätze in an sich bekannter Weise eine Ringfeder in Gestalt eines geschlitzten, radial federnden Drahtringes anliegt, die den Synchronisier- und Sperring in seine Ruhestellung zurückführt und an den Schrägflächen Axialschub zur Reibflächenanpressung des Synchronisier- und Sperrrings erzeugt.
Die erfindungsgemäße Zahnkupplung weist außer der Schaltmuffe nur zwei bewegliche Teile auf, nämlich den Synchronisier- und Sperring und die genannte Ringfeder. Infolge der wenigen Teile ist die Kupplung einfach in Herstellung und Montage. Da die Ringfeder infolge ihrer Zusammenarbeit mit den Schrägflächen der Zungenfortsätze innerhalb des Ringes angeordnet sein kann, braucht der Abstand zwischen der Schaltmuffe in Ruhestellung und dem Zahnrad im wesentlichen nur gleich dem Verschiebweg der Schaltmuffe zu sein. Dadurch wird der axiale Platzbedarf der Kupplung auf ein Minimum reduziert. Schließlich ist die erfindungsgemäße Kupplung besonders betriebssicher, da die einteilige Ringfeder um so weniger bruchgefährdet ist, als die Belastung der Feder durch entsprechende Wahl der Schräge der Zungenfortsätze gering gehalten werden kann. Auch übt die Ringfeder auf die Schaltmuffe in eingerücktem Zusrtand der Kupplung nur eine geringe Rückstellkraft aus. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Zahnräderwechselgetriebes, das mit einer Zahnkupplung nach der Erfindung versehen ist, wobei sich die Zahnkupplung in ausgerücktem Zustand befindet, Fig. 2 eine Teilansicht des in Fig. 1 gezeigten Getriebes mit eingerückter Zahnkupplung, Fig. 3 eine teilweise Stirnansicht des Getriebes, gesehen in Richtung des Pfeils III der Fig. 1, Fig. 4 eine teilweise Stirnansicht des Getriebes, gesehen in Richtung des Pfeils IV der Fig. 1 und Fig. 5 eine bauliche Einzelheit.
Das in Fig. 1 teilweise dargestellte Zahnräderwechselgetriebe weist zwei frei auf einer Welle 1 drehbare Ritzel2 und 3 auf, welche zwei verschiedenen Getriebegängen entsprechen. Jedes Ritzel 2, 3 trägt einen Kupplungszahnkranz 7 bzw. B. Zwischen ihnen ist eine Schaltmuffe 4 angeordnet, die mittels Keilverzahnung auf einer Nabe 5 drehfest, aber axial verschieblich aufgesetzt ist; die Nabe ist auf die Welle 1 aufgekeilt.
Die Schaltmuffe 4 kann mittels eines nicht dargestellten Schaltzeugs mit dem einen oder anderen Kupplungszahnkranz 7 bzw. 8 der Ritzel 2 und 3 in Eingriff gebracht werden. Für eine einwandfreie Durchführung dieses Eingriffs ist zwischen der Schaltmuffe und jedem Ritzel ein beweglicher Synchronisier- und Sperring 9 bzw. 10 vorgesehen.
Bei der dargestellten Anordnung ist jeder bewegliche Synchronisier- und Sperring mit einer konischen Reibfläche 9', 10' versehen, die mit einer gleichartigen, an der Schaltmuffe vorgesehenen Reibfläche zusammenwirkt. Jeder Ring weist radial nach innen gerichtete Zungen 11 auf, die in Ausnehmungen 12 der Ritzelnabe mit Spiel in Umfangsrichtung eingreifen. An den Zungen 11 und den Ausnehmungen 12 sind ferner Schrägflächen 18 bzw. 19 vorhanden, die während des Synchronisierens sperrend wirken und einen Axialschub im Sinne der Anpressung der Reibflächen erzeugen.
Erfindungsgemäß sind an den Zungen 11 nach innen zur Nabe 5 der Schaltmuffe weisende, zur Kupplungsachse geneigte Fortsätze 11' vorgesehen, die zweckmäßig in eine stirnseitige Nut 13 der letzteren eingreifen, an deren Grund sie sich bei ausgerückter Kupplung abstützen. Jeder Synchronisier- und Sperrring wird in dieser Lage durch eine Ringfeder 14 gehalten, die an Schrägflächen 16 der Fortsätze 11' anliegt. Die Ringfeder 14 ist als geschlitzter federnder Drahtring ausgebildet, der zweckmäßig in einer stirnseitigen Ringnut 15 der Ritzelnabe angeordnet ist. Die Ringfeder 14 führt den Synchronisier- und Sperring 9 bzw. 10 in die in Fig. 1 gezeigte Ruhestellung zurück und unterstützt den beim Zusammenpressen der Reibflächen zwecks Synchronisierung auftretenden Axialschub.
Die Grundfläche der Ringnut 15 ist vorteilhafterweise gegen die Kupplungsachse entgegengesetzt zur Neigung der Schrägflächen 16 geneigt, was den Ein-und Ausbau der Federerleichtert und der Feder beim Verschieben des Synchronisier- und Sperrings einen sicheren Halt gibt. Die Ringfeder 14 wird durch eine Nase 14', welche in einen radialen Schlitz 17 des Ritzels eingreift (Fig. 3), gegen Drehung gehalten.
In seiner Ruhestellung ist daher jeder Synchronisier- und Sperring radial durch die Fortsätze 11' der Zungen zentriert, welche in die Nut 13 der Nabe 5 der Schaltmuffe hineinragen und am Grund der Nut so anliegen, daß das Spiel zwischen den konischen Reibflächen der Synchronisier- und Sperringe einerseits und der Schaltmuffe andererseits klein ist.
Die Wirkungsweise der Zahnkupplung ist folgende: Im Betrieb haben, wenn sich die Schaltmuffe 4 in ihrer mittleren Ruhestellung (Fig. 1) befindet, die verschiedenen Geschwindigkeiten der Welle 1 und des anzutreibenden Ritzels zur Folge, daß durch die Reibung zwischen den Enden der Zungenfortsätze 11' in der Nut 13 die Zungen 11 des entsprechenden Synchronisier- und Reibrings mit ihren Schrägflächen 18 an den Schrägflächen 19 der Ausnehmungen 12 anliegen.
Eine Verschiebebewegung der Schaltmuffe 4 hat die Anlage ihrer konischen Reibfläche an der des Synchronisier- und Reibrings zur Folge, wodurch die Schrägflächen 18 mit einer noch größeren Kraft gegen die Schrägflächen 1.9 angedrückt werden und eine weitere Verschiebebewegung der Schaltmuffe sperren.
Diese Sperrung wird aufgehoben, wenn das an den Reibflächen erzeugte Synchronisiermoment verschwindet, d. h., wenn die Geschwindigkeiten der miteinander in Eingriff zu bringenden Kupplungszahnkränze gleich groß sind. Die Schrägflächen 18 und 19 gleiten dann aufeinander und setzen der Verschiebung des Synchronisier- und Sperrings und damit der Schaltmuffe in die Kupplungsstellung (Fig. 2) keinen Widerstand mehr entgegen. Das Ritzel ist drehfest mit der Welle verbunden.
Während der Verschiebebewegung der Schaltmuffe wird der bewegliche Synchronisier- und Sperring durch die konische Reibfläche der Schaltmuffe zentriert. Wenn die drehfeste Verbindung zwischen dem Ritzel und der Welle aufgehoben werden soll. folgt der Synchronisier- und Sperring unter der Wirkung der Ringfeder 14 der Schaltmuffe in die Anfangsstellung, in der er sich in Anlage an der Nabe 5 der Schaltmuffe befindet.
An Ende der Rückführbewegung der Schaltmuffe 4 in ihre Mittelstellung kommen die Reibflächen der Muffe und des Synchronisier- und Sperrings außer Berührung, so daß nun alle Teile in ihre Anfangsstellung zurückgeführt worden sind. Die Reibung der Zungenfortsätze 11' an der Nabe 5 bewirkt von neuem. daß die schrägen Sperrflächen 18 und 19 aneinander anliegen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Insbesondere für Zahnräderwechselgetriebe bestimmte Zahnkupplung mit einem Synchronisier- und Sperring, der auf dem einen Kupplungszahnkranz axial verschieblich und in Umfangsrichtung begrenzt drehbar angeordnet ist, wobei radial nach innen gerichtete Zungen am Synchronisier- und Sperring in Ausnehmungen des den Ring tragenden Kupplungskranzes mit Spiel in Umfangsrichtung eingreifen, ferner Schrägflächen an den Zungen und den Ausnehmungen vorhanden sind, die während des Synchronisierens sperrend wirken und einen von Rückholfedern des Synchronisier- und Sperrings unterstützten Axialschub im Sinne der Anpressung der Synchronisierreibflächen ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zungen (11) nach innen weisende, zur Kupplungsachse geneigte Fortsätze (11') vorgesehen sind, und daß an den Schrägflächen (16) dieser Fortsätze in an sich bekannter Weise eine Ringfeder (14) in Gestalt eines geschlitzten, radial federnden Drahtringes anliegt, die den Synchronisier- und Sperring in seine Ruhestellung zurückführt und an den Schrägflächen Axialschub zur Reibflächenanpressung des Synchronisier- und Sperrings (9 bzw. 10) erzeugt.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Fortsätze (11') der Zungen (1l) in der Ruhestellung des Synchronisier- und Sperrings (9 bzw. 10) in eine stirnseitige Nut (13) desjenigen Kupplungsteiles (5) hineinragen, das dem Synchronisier- und Sperrring gegenüberliegt und die stirnseitigen Enden der Fortsätze (11') durch die Ringfeder (14) in der Ruhestellung in Reibungsberührung mit dem Grund der Nut (13) gehalten werden.
3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfeder (14) in einer stirnseitigen Ringnut (15) des den Synchronisier-und Sperring (9 bzw. 10) tragenden Kupplungsteiles (2 bzw. 3) angeordnet ist.
4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche der Ringnut (15) gegen die Kupplungsachse entgegengesetzt zur Neigung der Schrägflächen (16) der Zungenfortsätze (1l') geneigt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 596 949, 607 110, 960 961; französische Patentschriften Nr.851547, 1098 083, 1138 203, 1156 685, 1157 107; Automobiltechnische Zeitschrift, Heft 3, 1953, S.62.