DE1550672C - Sperrsynchronisierte Zahnkupplung - Google Patents

Description

Fig. 1 einen Achsenschnitt durch eine synchronisierte Zahnkupplung,

F i g. 2 eine Ansicht teilweise im Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1.

In der Darstellung nach F i g. 1 ist die Synchronisiereinrichtung in einer Kraftübertragung eingebaut, die ein Zahnrad 11 und eine Antriebswelle 12 aufweist, die mit Keilnuten 13 versehen ist. Eine Nabe 14 ist mit Keilnuten 15 versehen, die in die Keilnuten 13 der Antriebswelle 12 eingreifen.

Die Nabe 14 ist mit drei Schlitzen 17 versehen, in denen Schubstangen 18 aufgenommen sind. Auf der Nabe 14 sind Außennuten 20 vorgesehen. Eine Kupplungshülse 21 umgibt die Nabe 14 und ist mit Innennuten 22 versehen, die in die Nuten 20 der Nabe 14 eingreifen, um eine Antriebsverbindung herzustellen. Die Kupplungshülse 21 weist eine Umfangsnut 23 auf, um eine Schaltgabel (nicht gezeigt) aufzunehmen.

Die Schubstangen 18 weisen einen erhöhten Abschnitt 25 auf, der in eine innere Umfangsvertiefung 26 eingreift, die in die Kupplungshülse eingeschnitten ist; Ringfedern 27 drücken die Schubstangen 18 radial nach außen in eine Berührung mit der Kupplungshülse 21. Die Innennuten auf der Kupplungshülse sind an jedem Ende 30 angeschrägt.

Ein Synchronisierring 31 ist mit Schlitzen 33 versehen, die die Enden der Schubstangen 18 aufnehmen, welche die Antriebsverbindung zwischen der Nabe 14 und dem Synchronisierring 31 schaffen. Der Synchronisierring 31 ist mit einer inneren konischen Reibfläche 35 versehen und hat äußere Zähne 36, die mit einer Abschrägung 37 versehen sind.

Ein Abtriebsring 40 weist Innennuten 41 auf, die in Außennuten 41 α des Zahnrades greifen, um den Abtriebsring 40 und das Zahnrad 41 antriebsmäßig zu verbinden. Der Antriebsring 40 ist mit zwei nicht parallelen, hervorstehenden konischen Reibflächen 42 und 43 versehen, die sich unter einem stumpfen Winkel schneiden. Die hervorstehenden äußeren Reibflächen 42 und 43 haben im wesentlichen denselben Durchmesser.

Zwischen dem Zahnrad 11 und dem Abtriebsring 40 ist neben dem Synchronisierring 31 ein Kupplungsring 50 angeordnet, der mit zwei parallelen konischen Reibflächen 51 und 52 versehen ist. Die Reibfläche 51 ist eine außenliegende Reibfläche, während die Reibfläche 52 eine innenliegende konische Reibfläche ist. Neben dem Synchronisierfing 31 sind an der Kante des Kupplungsringes 50 im gleichen Abstand mehrere Ausnehmungen 53 angeordnet. Eine entsprechende Anzahl von Vorsprüngen 54 ist auf dem Synchronisierring 31 vorgesehen, und diese greifen in die Ausnehmungen 53 des Kupplungsringes 50 ein, um zwischen dem Synchronisierring 31 und dem Kupplungsring 50 eine zwangläufige Antriebsverbindung zu schaffen, aber gleichzeitig eine relative axiale Bewegung zwischen dem Synchronisierring und dem Kupplungsring zu gestatten.

Das Zahnrad 11 ist,mit einer inneren konischen Reibfläche 56 versehen, die von der konischen Reibfläche 51 auf dem Kupplungsring 50 erfaßt werden kann. Auf dem Zahnrad 11 sind Außenzähne 57 vorgesehen, die von den Innennuten 22 der Kupplungshülse erfaßt werden können, wenn das Zahnrad 11 mit der Welle 12 antriebsmäßig verbunden werden soll. Die Außenzähne 57 sind mit einer Abschrägung 58 versehen.

Die Synchronisiereinrichtung gemäß der Erfindung arbeitet wie folgt: Wenn die Kupplungshülse 21 nach rechts bewegt wird, um das Zahnrad 11 zu erfassen, bewegen sich die Schubstangen 18 mit nach rechts, um gegen den Synchronisierring 31 anzuliegen und diesen nach rechts zu drücken, wodurch zuerst die Reibfläche 35 auf dem Synchronisierring 31 mit der Reibfläche 42 auf der Kupplungstrommel 40 in Eingriff gebracht wird. Dabei findet eine geringe axiale Bewegung des Abtriebsringes 40 statt, wodurch die Reibfläche 43 auf dem Abtriebsring 40 mit der Reibfläche 52 auf dem Kupplungsring 50 und die Reibfläche 51 auf dem Kupplungsring 50 mit der Reibfläche 56 auf dem Zahnrad 11 in Reibeingriff gelangt.

Durch dieses anfängliche Eingreifen werden der

as Synchronisierring 31 sowie der Kupplungsring 50 mit dem Zahnrad 11 gedreht und veranlassen so eine relative Drehung zwischen dem Synchronisierring 31 und der Nabe 14 'in der Bewegungsrichtung des Teils, das die größere Drehzahl hat, wodurch sich die abgeschrägten Flächen der Zähne 36 des Synchronisierrings 31 und die Innennuten 22 auf der Kupplungshülse 21 in eine sperrende Lage bewegen. Dabei verhindern die abgeschrägten Flächen auf den Zähnen 36 jede weitere Bewegung der Kupplungshülse

21, obwohl auf die* Kupplungshülse 21 eine beträchtliche Kraft ausgeübt wird, um sie weiter in Eingriff mit den Zähnen 57 auf dem Zahnrad 11 zu bewegen. Auf diese Weise wird dem zwangläufigen Einrücken der Kupplung so lange ein Widerstand entgegengesetzt, bis das Zahnrad 11 eine synchrone Drehzahl mit der Kupplungshülse erreicht, woraufhin eine relative Umkehrung der Bewegung stattfindet, durch die der Synchronisierring 31 in eine Stellung bewegt wird, in der die Zähne 36 auf dem Synchronisierring sich mit den Innennuten 22 auf der Kupplungshülse 21 decken. Wenn diese Stellung erreicht ist, besteht kein weiterer Widerstand gegen die Bewegung der ■ Kupplungshülse 21, wodurch sie nach vorn in Eingriff mit den Zähnen 57 auf dem Zahnrad 11 bewegt werden kann, wobei die elastische Verbindung zwischen den Schubstangen 18 und der Kupplungshülse 21 nachgibt. Jetzt besteht zwischen der Kupplungshülse und dem Zahnrad 11 eine zwangläufige Kupplungswirkung, und das Zahnrad 11 steht in Verbindung mit der Antriebswelle 12.

Der Aufbau auf der gegenüberliegenden Seite der Nabe 14 des Zahnrades 11 ist nicht dargestellt worden; er kann in jeder herkömmlichen Art vorgesehen werden oder kann ebenfalls wie vorstehend erläutert ausgebildet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 paare läßt sich das zur Synchronisierung der AnPatentansprüche: triebswelle und des Zahnrades erforderliche Drehmoment stark vergrößern. Die radial übereinander-

1. Sperrsynchronisierte Zahnkupplung, bei der liegende Anordnung 'der Reibflächenpaare hat jedie auf einer Nabe axial verschiebbar geführte 5 doch einen größeren Durchmesser der Zahnkupplung Kupplungshülse in Zahneingriff mit den Sperr- zur Folge.

zähnen eines Synchronisierringes und eines zu Demgegenüber besteht die der Erfindung zusynchronisierenden Zahnrades bringbar ist, und gründe liegende Aufgabe darin, eine sperrsynchronibei der drei konische Reibflächenpaare hinterein- sierte Zahnkupplung so auszubilden, daß ihr radialer ander angeordnet sind, von denen das erste zwi- io Platzbedarf ohne Leistungsverminderung so gering sehen dem Synchronisierring und einem mit dem wie möglich sein soll.

Zahnrad drehfest und axial verschiebbar verbun- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei der Zahndenen Abtriebsring, das zweite zwischen dem kupplung der eingangs geschilderten Art dadurch ge-Abtriebsring und einem mit dem Synchronisier- löst, daß die Außenfläche des Abtriebsringes zwei ring drehfest und axial verschiebbar verbundenen 15 einen stumpfen Winkel miteinander einschließende Kupplungsring und das dritte zwischen dem Reibflächen aufweist und die innere Reibfläche des Kupplungsring und einer Reibfläche des Zahnra- Kupplungsringes mit dem Abtriebsring und die äudes vorgesehen sind, die beim axialen Verschie- ßere Reibfläche des Kupplungsringes mit einer inneben der Kupplungshülse in Reibeingriff .bringbar ren Umfangsfläche des Zahnrades im Reibungseinsind, dadurch gekennzeichnet, daß die 20 griff steht.

Außenfläche, des Abtriebsringes (40) zwei einen Der drehfest, jedoch axial verschiebbar am Zahnstumpfen Winkel miteinander einschließende rad angeordnete Abtriebsring weist somit zwei koni-Reibflächen (42, 43) aufweist, und die innere sehe außenliegende Reibflächen auf, die miteinander Reibfläche (52) des Kupplungsringes (50) mit einen stumpfen Winkel bilden. Mit der einen Reibdem Abtriebsring und die äußere Reibfläche (51) 25 fläche des Abtriebsringes gelangt die entsprechende des Kupplungsringes mit einer inneren Umfangs- Reibfläche des Synchronisierringes in Eingriff, wähfläche (56) des Zahnrades (11) im Reibungsein- rend zwischen der anderen Reibfläche des Abtriebsgriff steht. ringes und der konischen an der" inneren Umfangs-

2. Zahnkupplung nach Anspruch 1, dadurch wand der Ausnehmung des Zahnrades vorgesehenen gekennzeichnet, daß die Reibflächen (42, 43) des 30 Reibfläche der Kupplungsring eingesetzt ist, der Abtriebsringes (40) sich in an sich bekannter drehfest und axial verschiebbar mit dem Synchroni-Weise über im wesentlichen gleiche Durchmes- sierring verbunden ist. Durch diese Anordnung ist serbereiche erstrecken. . der Platzbedarf für die Zahnkupplung verhältnismäßig gering. Ferner sind die die Synchronisierung be-

35 wirkenden Reibflächen stark vergrößert, ohne den Durchmesser der Zahnkupplung oder der ange-

schlossenen Übertragungsteile zu vergrößern. Ferner

läßt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung die an den Reibflächen entstehende.Wärme besser ab-

Die Erfindung bezieht sich auf eine sperrsynchro- 4° führen.

nisierte Zahnkupplung, bei der die auf einer. Nabe . Auch ist es bei einer synchronisierten Zahnkuppaxial verschiebbar geführte Kuppfungshülse in Zahn- lung (USA.-Patentschrift 2546 746) bekannt, einen eingriff mit den Sperrzähnen eines Synchronisierrin- Synchronisierring mit einer an der inneren Umfangsges und eines zu synchronisierenden Zahnrades wand einer Ausnehmung des Abtriebszahnrades Hebringbar ist, und bei der drei konische Reibflächen- 45 genden Reibfläche in Eingriff zu bringen. Die bepaare hintereinander angeordnet sind, von denen das kannte Zahnkupplung weist aber nur ein Reibfläerste zwischen dem Synchronisierring und einem mit chenpaar auf. Außerdem ist es bei einer Reibkuppdem Zahnrad drehfest und axial verschiebbar ver- lung (deutsche Patentschrift 819 186) bekannt, die bundenen Abtriebsring, das zweite zwischen dem beiden Reibflächen der Kupplung auf axial neben-Abtriebsring und einem mit dem Synchronisierring 5° ein anderliegenden innen konischen Flächen anzuorddrehfest und axial verschiebbar verbundenen Kupp- nen, die miteinander einen stumpfen Winkel bilden, lungsring und das dritte zwischen dem Kupplungs- Die beiden Kupplungskegel werden durch innenliering und einer Reibfläche des Zahnrades vorgesehen gende Federn gespreizt und in Reibeingriff mit den sind, die beim axialen Verschieben der Kupplungs- Reibflächen gebracht. Bei der Erfindung dagegen ist hülse in Reibeingriff bringbar sind. . 55 der Abtriebsring, dessen äußere Reibflächen mitein-

Demzufolge geht die Erfindung von einer bekann- ander einen stumpfen Winkel bilden, axial verschiebten sperrsynchronisierten Zahnkupplung (französi- bar angeordnet und gelangen alle Reibflächenpaare sehe Patentschrift 1 385 860) aus, bei der der Syn- lediglich bei Verschiebung des Synchronisierringes in chronisierring, der Abtriebsring, der Kupplungsring einer Richtung miteinander in Eingriff,
und ein vorspringender, eine mit dem Kupplungsring ^6o Auch hat man bereits Reibkupplungen mit einem zusammenwirkende Reibfläche tragender Flansch Doppelkegel ausgebildet, der zwei einen stumpfen des Zahnrades in dieser Reihenfolge ineinanderge- Winkel miteinander einschließende Reibflächen hat steckt sind. Durch axial überstehende und radial vor- (französische Patentschrift 418063). Hierbei werden stehende Nasen, die in entsprechende Ausnehmungen jedoch die beiden Reibkegel nicht gleichzeitig, songreifen, wird die Drehantriebsverbindung zwischen ⁶5 dem wechselweise in Eingriff gebracht,
dem Synchronisierring und dem Kupplungsring sowie Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nach-

zwischen dem Abtriebsring und dem Flansch des stehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es Zahnrades hergestellt. Infolge der drei Reibflächen- zeigt