DE1450879B2 - Synchronisiereinrichtung fuer eine schaltkupplung, insbesondere fuer zahnraederwechselgetriebe von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für eine Schaltkupplung, insbesondere für Zahnräderwechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einer Schaltmuffe, die auf dem äußeren Umfang eines zwischen zwei wahlweise kuppelbaren Zahnrädern mit der Welle fest verbundenen Muffenträgers axial verschiebbar und durch die über Sperrkörper jeweils ein Reibring an einer Reibfläche eines der beiden Zahnräder andrückbar und die in die Schaltverzahnung des dadurch zum Gleichlauf gebrachten Zahnrades einschiebbar ist, wobei beide Reibringe durch Druckfedern an den entsprechenden Reibflächen der beiden Zahnräder stets in Anlage gehalten werden und dadurch die Schaltmuffe in Sperrstellung gehalten wird.

Bei einer bekannten Synchronisiereinrichtung dieser Art wird die Sperrfunktion von einer an den Reibringen angeordneten Sperrverzahnung ausgeübt. Die Reibringe besitzen an ihren einander zugewandten Stirnflächen Ausnehmungen, in welche im Schaltmuffenträger gelagerte Druckkörper mit einem Spiel entsprechend der halben Zahnteilung der Sperrverzahnung eingreifen. Die Übertragung der Schaltbewegung der Schaltmuffe auf die Reibringe mittels der Druckkörper geschieht dadurch, daß diese infolge der Fliehkraft gegen die Schaltverzahnung der Schaltmuffe gedrückt werden und somit einen Reibungsschluß herstellen.

Bei einer anderen Ausführung werden die Schaltverzahnungen der zu kuppelnden Zahnräder durch eine Mehrzahl in den einander gegenüberliegenden Stirnflächen derselben angebrachter Bohrungen und die Schaltverzahnung der Schaltmuffe durch eine der Anzahl dieser Bohrungen entsprechende Anzahl

ίο Schaltstifte ersetzt. Letztere sind fest mit der Schaltmuffe verbunden und axial beweglich in halbkreisförmigen, sich über die gesamte Breite der aus einer Hülse bestehenden Reibringe gelagert. Die Hülse ist über ein Keilwellenprofil drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Schaltmuffenträger verbunden und besitzt im Bereich der Schaltstifte radiale Bohrungen, in denen eine Scheibe ohne Spiel eingesetzt ist. Diese nimmt eine federbelastete Rastkugel auf, welche in Kerben des Schaltstiftes einrastbar ist.

ao Abgesehen davon, daß bei diesen Lösungen die Druckkörper bzw. die Scheibe lediglich die Aufgabe haben, die Reibringe bzw. die Hülse an den Gegenkonus des zu kuppelnden Zahnrades heranzuführen, also keine Sperr- und Schaltkräfte aufnehmen, bedürfen sie auf Grund der Vielzahl der verwendeten Bauteile und der verhältnismäßig komplizierten Ausbildung der Reibringe bzw. der Hülse einen hohen Fertigungsund Montageaufwand. Darüber hinaus benötigt die erstgenannte Synchronisiereinrichtung eine größere axiale Baulänge, da die an den Reibringen angeordnete Sperrverzahnung zur Erfüllung ihrer Funktion sich in der Regel außerhalb der Schaltmuffe befindet. Ferner ist diese Vorrichtung mit einer gewissen Funktionsunsicherheit behaftet, die darauf beruht, daß die zwischen der Schaltverzahnung der Schaltmuffe und den Druckkörpern auftretenden Reibkräfte zumindest bei einem schnellen, sportlichen Schalten nicht ausreichen, um die Druckkörper zusammen mit den Reibringen axial zu verschieben und damit eine Synchronisierung zu erreichen.

Schließlich ist eine Synchronisiereinrichtung bekannt, bei welcher die beiden Reibringe mittels mehrerer am Umfang derselben angeordneter Stifte zu einem Bauteil vereinigt sind. Die Stifte besitzen einen Kopf, der als Sperrelement dient und nehmen federbelastete Rastkugeln in sich auf, welche sich in einer umlaufenden Rille der Schaltmuffe abstützen und dadurch die Reibringe in ihrer Mittellage arretieren.
Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß sich die Reibringe beim Einpressen der Stifte verformen, d. h. von ihrer Kreisform abweichen, und dann deren Innenkonus nicht mehr allseitig am Außenkonus des zu kuppelnden Zahnrades anliegt. Die Folge davon ist ein vorzeitiger Verschleiß der Reibringe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber den bekannten Synchronisiereinrichtungen einfachere und günstigere Ausführung zu schaffen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Sperrkörper in am Umfang bzw. an den Stirnseiten der Reibringe angeordneten Ausnehmungen mit Ansätzen, wie an sich bekannt, ohne Spiel sowie in an sich bekannter Weise mit einem Zapfen in den Lücken zwischen den Zahnkränzen der Schaltverzahnung der Schaltmuffe radial geführt mit geringem Spiel, in Umfangsrichtung eingreifen und an den zum Muffenträger gerichteten Stirnflächen der Reibringe axial geführt sind.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Synchronisiereinrichtung besteht in ihrem einfachen und unkomplizierten Aufbau und der fertigungstechnisch günstigen Ausbildung ihrer Bauteile. Insbesondere sind die Reibringe als einfache Drehteile herstellbar und eignen sich deshalb für eine Herstellung in Zweistoff oder Verbundausführung. Die Anzahl der Bauteile wird auf ein Minimum insbesondere dadurch reduziert, daß die Sperrkörper gleichzeitig als Sperrmittel und Kraftübertragungsteile fungieren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Sperrkörper Ansätze zur Führung in Umfangsrichtung auf, die an der Schaltverzahnung und den Reibringen anliegen.

Damit wird eine bessere radiale Führung der Sperrkörper erreicht.

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die Anordnung des ersten Ausführungsbeispieles der Synchronisiereinrichtung zwischen zwei benachbarten Zahnrädern im Schnitt,

Fig.2 den Schnitt A-B nach Fig. 1, wobei ein Sperrkörper entfernt ist,

F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des ersten Ausführungsbeispieles der Synchronisiereinrichtung im Schnitt,

F i g. 4 den Schnitt C-D nach F i g. 3 und den Schnitt G-H nach F i g. 7,

F i g. 5 die Anordnung des zweiten Ausführungsbeispieles der Synchronisiereinrichtung zwischen zwei benachbarten Zahnrädern im Schnitt,

F i g. 6 den Schnitt E-F nach F i g. 5, wobei ein Sperrkörper nicht geschnitten und ein anderer entfernt ist,

F i g. 7 einen vergrößerten Ausschnitt des zweiten Ausführungsbeispieles der Synchronisiereinrichtung im Schnitt,

F i g. 8 eine Draufsicht des Sperrkörpers gemäß Fig. 5,

F i g. 9 eine Draufsicht des Sperrkörpers gemäß Fig. 1.

Auf der Welle 1 eines Zahnräderwechselgetriebes sind die beispielsweise dem 3.. und 4. Gang zugeordneten Zahnräder 2, 3 drehbar gelagert. Zwischen den Zahnrädern 2, 3 sitzt der auf der Welle 1 starr befestigte, mit drei oder mehreren Armen versehene Muffenträger 4. Dieser dient als Träger und Kraftübertragungsteil für die auf ihm axial verschiebbare Schaltmuffe 5. In die Nut 6 der Schaltmuffe 5 greift in an sich bekannter Weise die nicht dargestellte Schaltgabel ein.

Die Zahnräder 2, 3 sind mit entsprechenden Schaltverzahnungen 7, 8 versehen, mit denen die Schaltverzahnung 9 der Schaltmuffe 5 beim Einlegen des jeweiligen Ganges in Eingriff .gebracht wird.

Weiterhin tragen die Zahnräder 2, 3 an ihren, dem Muffenträger 4 zugewandten Stirnseiten kegelstumpfförmige Ansätze 10. Auf diesen Ansätzen sind die Reibringe 11 nach F i g. 1 und 3 bzw. die Reibringe 12 nach F i g. 5 und 7 drehbar gelagert. Die Reibringe 11, 12 besitzen den kegelstumpfförmigen Ansätzen 10 entsprechende Innenkegel 13. Diese Innenkegel wirken mit den Ansätzen 10 zusammen. Es ist zweckmäßig, die Reibringe 11, 12 aus Wirtschaftlichkeitsgründen in Zweistoff- bzw. Verbundausführung herzustellen.

Zwischen den Armen des Muffenträgers 4 sind die Sperrkörper 14 nach F i g. 1, 2 und 3 sowie die Sperrkörper 15 nach Fig. 5, 6 und 7 gleichmäßig verteilt am Umfang bzw. in den Stirnseiten der Reibringe 11, 12 angeordnet. Zu diesem Zweck tragen die Reibringe 11,12 an ihrem Umfang eine der Anzahl der Sperrkörper 14, 15 entsprechende Anzahl Ausnehmungen 16, 17. Dabei sind die Ausnehmungen 16, wie aus F i g. 2 hervorgeht, an den Stirnseiten und die Ausnehmungen 17 gemäß F i g. 6 am Umfang angeordnet.

ίο Die Sperrkörper 14 sind in den Ausnehmungen 16 der Reibringe 11 ohne Spiel gelagert und ragen mit dem Zapfen 19 in eine in der Schaltmuffe 5 bzw. der Schaltverzahnung 9 befindliche Lücke 18.

An jedem der Sperrkörper sind weiterhin zwei Ansätze 20 angebracht, mit denen sie zwischen den Reibringen 11 und der Schaltverzahnung 9 der Schaltmuffe 5 radial geführt sind. Außerdem sind die Sperrkörper 14 mit Ansätzen 14' an den Stirnflächen 21 der Ausnehmungen 16 axial geführt.

ao Die Sperrkörper 15 dagegen sind in den Ausnehmungen 17 ohne Spiel gelagert und ragen gleichfalls mit dem Zapfen 19 in die Lücke 18 der Schaltverzahnung 9. Dabei sind die Sperrkörper zwischen den zum Muffenträger 4 gerichteten Stirnflächen 22 der Reibringe 12 axial geführt. Jeder der Sperrkörper 15 trägt weiterhin zwei Ansätze 23, die in die Ausnehmungen 17 der Reibringe 12 ragen. Die Sperrkörper 15 sind so bemessen, daß sie sich mit den Ansätzen 23 auf dem Grund der Ausnehmungen 17 und mit dem Zapfen 19 in der Lücke 18 abstützen und damit radial geführt sind.

Der Zapfen 19 kann entweder in die Sperrkörper 14,15 eingesetzt sein oder aber vorteilhaft mit diesem ein einziges Teil bilden, wie dies in den Zeichnungen dargestellt ist.

Die Sperrkörper 14, 15 besitzen weiterhin eine zur Mittelachse der Welle 1 achsparallel gerichtete Bohrung 24. In dieser befindet sich eine Druckfeder 25, die sich an den zum Muffenträger 4 gerichteten Stirnflächen der Reibringe 11, 12 abstützt. Somit werden die Reibringe 11, 12 ständig in Anlage mit den kegelstumpfförmigen Ansätzen 10 der Zahnräder 2, 3 gehalten.

Die Schaltverzahnung 9 der Schaltmuffe 5 wird gemaß F i g. 4 durch die an ihrem Umfang verlaufende Nut 26 unterbrochen, welche die Schaltverzahnung 9 in zwei Zahnreihen teilt. Die Tiefe dieser Nut entspricht dabei der Zahnhöhe der Schaltverzahnung 9.
Die der Lücke 18 benachbarten Zähne 27, 27', 27", 27'" der Schaltverzahnung 9 sind mit Abschrägungen 28, 28', 28", 28'" versehen. Der jeweiligen Drehrichtung des zu kuppelnden Zahnrades entsprechend liegt dabei der Zapfen 19 der Sperrkörper 14, 15 an den Abschrägungen 28, 28" oder 28', 28'" an.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Synchronisiereinrichtung ist folgende:

Durch die in der Bohrung 24 der Sperrkörper 14, 15 geführte Druckfeder 25, die einen geringen axialen Druck auf die Reibringe 11, 12 ausübt, werden diese ständig über ihrem Innenkegel 13 mit den kegelstumpfförmigen Ansätzen 10 der Zahnräder 2, 3 in Anlage gehalten. Die zwischen den Reibringen 11, 12 und den Zahnrädern 2, 3 bestehende Relativdrehzahl bewirkt ein Verdrehen der Reibringe 11,12 und somit ein Verdrehen der Sperrkörper 14, 15 gegenüber der Schaltmuffe 5. Dadurch kommt der Zapfen 19 der Sperrkörper 14, 15 an den Abschrägungen 28,28" der Zähne 27, 27" bzw. an den Abschrägungen 28', 28'"

der Zähne 27', 27'" zur Anlage. Damit befindet sich die Synchronisiereinrichtung bereits bei Leerlauf in Sperrstellung.

Wird nun die Schaltmuffe 5 zu einer der Schaltverzahnungen 7,8 der Zahnräder 2, 3 hin mittels der Schaltkraft verschoben, kommt der Zapfen 19 der Sperrkörper 14, 15 an die Kanten 28 oder 28" bzw. 28' oder 28'" zur Anlage und verhindert so ein weiteres Verschieben der Schaltmuffe 5 in Richtung der Schaltverzahnung 7 bzw. 8.

Die Schrägen 28, 28', 28", 28'" der Zähne 27,27', 27", 27'" sind entweder als Gerade, die bei Kraftschluß am Zapfen 19 tangiert oder aber auch konkav ausgebildet, wobei diese dann etwa dem Radius des Zapfens 19 entspricht. Dabei muß die Schräge zur Zahnflanke einen solchen Winkel aufweisen, daß das Drehmoment, hervorgerufen durch die sich aus der Reibung der Konusflächen der Reibringe 11, 12 und der kegelstumpfförmigen Ansätze 10 der Zahnräder 2, 3 ergebende Relativdrehzahl, immer größer ist als das durch die Schräge in Verbindung mit dem Zapfen 19 sich ergebende Rückstellmoment. Erst bei eingetretenem Gleichlauf zwischen dem jeweiligen Reibring und dem zu kuppelnden Zahnrad tritt ein Nachlassen des Anlagedrucks zwischen dem Zapfen 19 und dem betreffenden Zahn 27 bzw. 27" bzw. 27' bzw. 27'" ein, wobei sich der Zapfen 19 in die Lücke 18 der Schaltverzahnung 9 bewegt und die Schaltmuffe 5 mit der synchron laufenden Schaltverzahnung 7 bzw. 8 gekuppelt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Synchronisiereinrichtung für eine Schaltkupplung, insbesondere für Zahnräderwechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einer Schaltmuffe, die auf dem äußeren Umfang eines zwischen zwei wahlweise kuppelbaren Zahnrädern mit der Welle fest verbundenen Muffenträgers axial verschiebbar und durch die über Sperrkörper jeweils ein Reibring an eine Reibfläche eines der beiden Zahnräder andrückbar und die in die Schaltverzahnung des dadurch zum Gleichlauf gebrachten Zahnrades einschiebbar ist, wobei beide Reibringe durch Druckfedern an den entsprechenden Reibflächen der beiden Zahnräder stets in Anlage gehalten werden und dadurch die Schaltmuffe in Sperrstellung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkörper (14, 15) in am Umfang bzw. an den Stirnseiten der Reibringe (11, 12) angeordneten Ausnehmungen (16, 17) mit Ansätzen (14', 23) wie an sich bekannt, ohne Spiel sowie in an sich bekannter Weise mit einem Zapfen (19) in Lücken (18) zwischen den Zahnkränzen (27, 27', 27", 27'") der Schaltverzahnung (9) der Schaltmuffe (5) radial geführt mit geringem Spiel in Umfangsrichtung eingreifen und an den zum Muffenträger (4) gerichteten Stirnflächen (22) der Reibringe axial geführt sind.

2. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (14) Ansätze (20) zur Führung in Umfangsrichtung aufweist, die an der Schaltverzahnung (9) und den Reibringen (11) anliegen.