DE1450702B2 - Sperre fuer eine zahnkupplung in einem schaltgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sperre für eine Zahnkupplung in einem Schaltgetriebe mit mindestens einem Paar auf einer Welle lose umlaufender Zahnräder mit einer dauernd im Eingriff befindlichen Verzahnung und einer Schaltverzahnung und einer zwischen den Zahnrädern auf der Welle festen verzahnten Nabe, in deren Stirnverzahnung die Innenverzahnung einer sie außen umgebenden, längs auf ihr verschiebbaren Schaltmuffe eingreift, wobei beide Verzahnungen jeweils durch eine Ringnut in zwei Zahnreihen geteilt sind und die beiden Zahnreihen der Schaltmuffe verschiedene Zahnbreiten aufweisen.

Bei einer derartigen Sicherung nach der USA.-Patentschrift Re 23 018 wird die Schaltmuffe gegen ein Zurückspringen aus der Eingriffsstellung mit dem zu kuppelnden Zahnrad durch eine unter der Wirkung des übertragenen Drehmoments erfolgende Versetzung der Schaltmuffe gegenüber einer Zahnreihe verriegelt, wobei die Lücke-auf-Lücke-Stellung der Zähne zeitweise aufgehoben und durch Anlage der Zahnkanten eine Verschiebung verhindert wird. Die Überlappung der Zahnstellung wird durch das Drehmoment aufrechterhalten, so daß die Drehmomentzuleitung unterbrochen werden muß, um das Aufheben der Sperre und damit das Zurückschieben der Schaltmuffe zuzulassen.

Bei diesen Sperrvorrichtungen müssen also die Zahnkanten zur Erzielung der gewünschten Sperrwirkung scharfkantig sein, da naturgemäß abgerundete Zähne, die ja gerade zur Erleichterung des Ineinanderschiebens der Zahnreihen vorgesehen werden, eine Sperrwirkung nicht hervorzubringen vermögen.

Zur Erleichterung des Eingriffs ineinanderzuschiebender Zahnreihen ist es andererseits aus der USA.-Patentschrift2 978 083 bekannt, die Eingriffskanten der Zähne abzurunden, um den Widerstand gegen das Hineinrutschen in die Zahnlücken möglichst zu verringern.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sperre für eine Zahnkupplung in einem Schaltgetriebe zu schaffen, die ein glattes Verschieben der Schaltmuffe zwischen den einzelnen Schaltstellungen gestattet und gleichzeitig eine Sicherung der Schaltmuffe in jeder dieser Schaltstellungen gegen Herausspringen bietet.

Nach der Erfindung weist dazu die in bekannter Weise an der Eingriffsseite abgerundete Schaltverzahnung der Zahnräder eine geringere Höhe auf als

ίο die der verzahnten Nabe und der Schaltmuffe und ist die Innenverzahnung der Schaltmuffe nur in gleicher Höhe wie die Schaltverzahnung der Zahnräder abgerundet, im übrigen aber scharfkantig ausgebildet.
Durch die Erfindung bleibt der nicht abgerundete Teil am Zahnfuß der Verzahnung der Schaltmuffe für die Herbeiführung einer Verklammerung oder Verhakung der Schaltmuffe im geschalteten Zustand erhalten. Dennoch ermöglicht die im Bereich des Eingriffs mit der Schaltverzahnung der Zahnräder vorgesehene Abrundung ein leichtes Schalten. Durch die räumliche Trennung der zum Schalten und zum Halten dienenden Zahnkantenteile der Verzahnung der Schaltmuffe wird außerdem verhindert, daß eine Abnutzung der scharfen Haltekanten eintritt, wie dies unvermeidlich wäre, wenn sie am Eingriff der Zahnräder beteiligt wären.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin bedeuten

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Sperrvorrichtung, bei dem sich die Teile in der neutralen Stellung befinden,

Fig.2 eine Teilansicht von Fig. 1, bei der sich die Schaltmuffe in einer Schaltstellung befindet,
F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Darstellung, bei welcher sich die Schaltmuffe in der anderen Schaltstellung befindet,

Fig.4 eine Schnittdarstellung nach der Linie4-4 in Fig. 1, aus der die Sperrwirkung der Verzahnung hervorgeht.

In F i g. 1 ist eine Welle 10 in einem Getriebegehäuse 11 über Rollenlager 12 gelagert. Die Welle 10 ist gegen eine Bewegung in Achsrichtung durch entsprechende Gewinderinge 13 gesichert, die auf der Welle aufgeschraubt sind und am Laufring des Kugellagers anliegen. Die Welle 10 weist einen Bund 14 auf, auf dem über Rollenlager 16 ein Zahnrad 15 drehbar angeordnet ist. Gegen die Schulter 17 des Bundes 14, welche mit der Flachseite des Zahnrades 15 fluchtet, liegt eine verzahnte Nabe 18 an, die durch Drehen auf der Welle z.B. durch einen Keil 19 gesichert ist. Ein weiteres Zahnrad 20 ist über Rollenlager auf der dem Zahnrad 15 abgewandten Seite der verzahnten Nabe 18 über Rollenlager 21 auf der Welle 10 angeordnet, wobei das Rollenlager 21 zum Durchmesserausgleich gegenüber dem Bund 14 auf einer Büchse 22 umläuft.

Die Verzahnungen 24 der Zahnräder 15 bzw. 20 reichen nicht über deren ganze Breite. Vielmehr sind auf den der verzahnten Nabe 18 zugewandten Seiten Schaltverzahnungen 25 mit geringerer Zahnhöhe und entsprechend geringerem Kopfkreisdurchmesser vorgesehen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schaltverzahnungen 25 als Fortsetzungen der Verzahnungen 24 ausgebildet, obwohl dies nicht notwendig ist. Die Schaltverzahnungen 25 besitzen an ihren der verzahnten Nabe 18 zugewandten Vorderkanten Abschrägungen oder Abrundungen 26.

Die verzahnte Nabe 18 weist auf ihrem Umfang

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ebenfalls eine Verzahnung auf, wobei durch eine Zähnen 35 angedeutet ist. Das gleiche gilt von den darin angebrachte Ringnut 29 zwei Zahnreihen 27 mit 41 bezeichneten, den Zähnen 34 zugewandten und 28 gebildet werden, deren Zähne einander gleich Endflächen der Zähne 35. Die Zähne 34 weisen sosind und miteinander fluchten. Sie besitzen eine we- mit an ihrer Wurzel rechteckigen Querschnitt mit sentlich größere Höhe als die Zähne der Schaltver- 5 scharfen Ecken auf, wie es F i g. 4 zeigt. Die hier zahnung 25 an den Zahnrädern 15 und 20. Die Ver- beispielsweise eben wiedergegebenen, den Zähnen 35 zahnungen 27 und 28 besitzen die gleiche Teilung wie zugewandten Endflächen der Zähne 34 können an die Schaltverzahnung 25, so daß die Verzahnungen 25, sich beliebig gestaltet sein. Die Endflächen 42 bzw. 27 und 28 zum genauen Fluchten gebracht werden 43 der Zähne 28 sind ebenfalls eben und senkrecht können. Der Fußkreisdurchmesser der verzahnten io zur Achse der Schaltmuffe 30.
Nabe 18 ist der gleiche wie der Fußkreisdurchmesser Durch Betätigung der Schaltgabel 32 und Ver-

der Zahnräder 15 und 20. schieben der Schaltmuffe wird eine kraftschlüssige

Die verzahnte Nabe 18 ist von einer ihr gegen- Verbindung zwischen der Welle und einem der über axial verschiebbaren Schaltmuffe 30 umgeben, Zahnräder hergestellt. Die beiden Verschiebestellundie eine äußere Umfangsnut 31 aufweist. In diese 15 gen der Schaltmuffe 30 sind in F i g. 2 bzw. 3 gezeigt, greift eine Verschiebegabel 32, die die Schaltmuffe F i g. 1 zeigt die Schaltmuffe in ihrer neutralen Stelüber die verzahnte Nabe und über je eins der beiden lung. Infolge der Abrundung der Zähne der Schalt-Zahnräder 15 bzw. 20 bewegen kann. Der Schaft 33 muffe und der Schaltverzahnungen 25 geht der Einder Gabel 32 führt zu geeigneten Vorrichtungen zum griff glatt und leicht vonstatten, ohne daß die Gefahr Anbringen und Verschieben der Gabel. Die Schalt- 20 einer Beschädigung der Zähne oder größeren Vermuffe 30 ist nicht breiter als die verzahnte Nabe 18. schleißes an diesen besteht. Auch ist keine Ausrich-

Die Schaltmuffe 30 besitzt zwei durch eine Innen- tung der Schaltringzähne und kein Angleichen der nut voneinander getrennte Innenverzahnungen 34 Drehzahl zwischen der verzahnten Nabe 18 und den und 35, welche den Kupplungszähnen 27 und 28 der Zahnrädern erforderlich. Die nicht abgerundeten, in verzahnten Nabe 18 entsprechend auf dem Innenum- 25 der Nähe der Fußkreise gelegenen äußeren Kantenfang verteilt sind und zum Eingriff in die Schaltver- abschnitte der Schaltmuffenverzahnungen sind dabei zahnung 25 der Zahnräder 15 bzw. 20 gebracht wer- an der Herstellung des Eingriffs nicht beteiligt,
den können. Die Zähne 35 sind kürzer als die Nut 29 Nach dem Verschieben der Schaltmuffe 30, etwa

im Kuppelrad 18 breit ist und greifen spielfrei in in die Stellung nach Fig.3, ergibt sich, im Schnitt dessen Verzahnung. Die Zähne 34 der Schaltmuffe 30 nach der Linie 4-4 in F i g. 1 gesehen, das in F i g. 4 30 sind jedoch schmäler als die Zähne 35 und gleich- dargestellte Bild. Unter der Wirkung des von der zeitig langer, wobei die Zeichnung ihre wahre Länge Welle 10 bzw. der verzahnten Nabe 18 übertragenen noch nicht maßstabsgetreu wiedergibt. Die Zahnrei- Drehmoments legen sich die Flanken der Zähne 27 hen 34 und 35 fluchten miteinander und weisen die der verzahnten Nabe in der gezeigten Weise an die gleiche Höhe wie die der Zähne 27 und 28 der ver- ₃₅ der Zähne 34 der Schaltmuffe an. Da diese schmaler zahnten Nabe 18 auf, welche wesentlich größer ist sind als die Zähne 35 und die Zähne 27, somit ein als die Höhe der Schaltverzahnung 25 der Zahnräder gewisses Spiel in den Zwischenräumen der Zähne 34 15 und 20. haben, führt dies dazu, daß sich die verzahnte Nabe

Die den Zahnrädern 15 bzw. 20 zugewandten 18 um einen gewissen Betrag, der diesem Spiel entKanten der Verzahnungen 34 und 35, die beim Ver- 40 spricht, gegenüber der Schaltmuffe 30 verschiebt, so schieben der Schaltmuffe 30 in der einen oder ande- daß die Verzahnungen 35 und 28 nicht mehr Lücke ren Richtung zum Eingriff mit den Schaltverzahnun- auf Lücke stehen und ein Zurückrutschen der Zähne gen 35 gelangen, besitzen eine Abschrägung oder 35 in die Lücken zwischen den Zähnen 28 in der be-Abrundung 36 bzw. 37 auf einem Teil ihrer Höhe. kannten Weise durch Anlage der Kanten der Zähne Diese Abrundungen sorgen für ein glattes Ineinan- 45 verhindert wird. Dies wird dadurch ermöglicht, daß dergleiten der Verzahnungen 25 und 34 bzw. 35. die der Verklammerung dienenden Kantenabschnitte Sind die Zähne 27 bzw. 28 der verzahnten Nabe nicht mehr von der zur Erleichterung des Eingriffs nicht genau zu der Schaltverzahnung 25 ausgerichtet, dienenden Abrundung betroffen sind. Weitere Maßso bilden die Abrundungen eine Führung für die Ein- nahmen zur Sicherung der Schaltstellung der Schaltleitung des Eingriffs. _So muffe 30 sind somit nicht erforderlich.

Die Abrundungen 36 und 37 erstrecken sich nur Die Zahnräder 15 bzw. 20 können gewünschten-

über einen Teil der Höhe der Zähne 35 in der Nähe falls natürlich auch verschiedenen Durchmesser hades Zahnkopfes, welcher der Höhe der abgeschräg- ben. Die Schaltverzahnungen 25 können auch an ten Kanten der Schaltverzahnung 25 entspricht. Die einem seitlich abgesetzten Bund geringeren Durchverbleibenden Endflächen der Schaltmuffenzähne 55 messers als dem der Zahnräder und auch an anderen sind eben und senkrecht zur Achse der Schaltmuffe, Bauelementen als Zahnrädern vorgesehen sein, wie es bei 39 an den Zähnen 34 und bei 40 an den welche von der Welle angetrieben werden sollen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Sperre für eine Zahnkupplung in einem Schaltgetriebe mit mindestens einem Paar auf einer Welle lose umlaufender Zahnräder mit einer dauernd im Eingriff befindlichen Verzahnung sowie einer Schaltverzahnung und einer zwischen den Zahnrädern auf der Welle festen verzahnten Nabe, in deren Stirnverzahnung die Innenverzahnung einer sie außen umgebenden, längs auf ihr verschiebbaren Schaltmuffe eingreift, wobei beide Verzahnungen jeweils durch eine Ringnut in zwei Zahnreihen geteilt sind und die beiden Zahnreihen der Schaltmuffe verschiedene Zahnbreiten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter Weise an der Eingriffsseite abgerundete Schaltverzahnung (25) der Zahnräder (15,20) eine geringere Höhe aufweist als die der verzahnten Nabe (18) und der Schaltmuffe (30) und die Innenverzahnung der Schaltmuffe (30) nur in gleicher Höhe wie die Schaltverzahnung (25) der Zahnräder (15,20) abgerundet, im übrigen aber scharfkantig ausgebildet ist.