DE1625681B1

DE1625681B1 - Synchronisierungseinrichtung für eine zahnkupplung

Info

Publication number: DE1625681B1
Application number: DE1967B0094762
Authority: DE
Inventors: Donald W Kelbel
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1966-10-05
Filing date: 1967-10-02
Publication date: 1972-03-09
Also published as: AT276890B; NL6713351A; BE704721A; FR1574676A; GB1159744A; SE314600B; US3414098A

Description

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für eine Zahnkupplung mit mindestens einem zum Eingriff der auf einem Schaltmuffenträger verschiebbar angeordneten Schaltmuffe außenverzahnten Reibring, bei der radial zwischen dem Innenkonus des außenverzahnten Reibrings und dem Außenkonus der zu synchronisierenden Kupplungshälfte zwei mit Reibflächen versehen^ _r Kupplungsringe vorgesehen sind, von denen der dein" Innenkonus des außenverzahnten Reibrings zugekehrte Kupplungsring formschlüssig mit der zu synchronisierenden Kupplungshätfte verbunden" ist: ν¹® ·.·''■< ι.-ν. ;,"::..· ..

Bei .einer". "bek'ariniepirsSynchronisiereinfichtiihg. (französische Patentschrift 1385 860) mit einem außen verzahnten Reibring, der die Schaltmuffe am Weiterschalten so lange_4iindert, bisdie;beiden..Kupp-■ lungshälften synchron umlaufen, worauf der Reibring die Schaltmuffe zum Eingriff in die Außenverzahnung des Zahnrades freigibt, ist der dem Innenkonus des Reibrings¹ zugekehrte Kupplungsring mit einer Verzahnung an» dem,dem.SchaltmufIenir.äger zu-, gekehrten Ende des*Zaruirä<les und'der dem Außen-' konus des Zahnrades zugekehrte-'Kupplungsring -mit einer Verzahnung auf dem dem;;Schältmüffenträger abgekehrten Ende des Reibrings in Eingriff. Diese Anordnung der Verzahnungen bedingt einerseits einen verhältnismäßig großen Herstellungsaufwand, während andererseits die Größe des beim Synchronisieren zu übertragenden Drehmomentes beschränkt ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Synchronisiereinrichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß das bei der Synchronisierung übertragene Drehmoment vergrößert und der Herstellungsaufwand verringert • ist.. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der "dem Außenkonüs der "synchronisierenden Kupplungshälfte zugekehrte Kupplungsring ebenfalls mit einer Außenverzahnung versehen ist, in die die Schaltmuffe und die zu synchronisierende Kupplungshälfte eingreifen.

Auf diese Weise erfolgt der Eingriff der Schaltmuffe nach deren Freigabe durch den Reibring mit der Außenverzahnung des dem Innenkonus des Reibrings zugekehrten Kupplungsring, in die auch eine

-.., . .Verzahnung der zu synchronisierenden Kupplungs-

■*■' "-haifte 'eingreift. Damit ist der Herstellungsaüfwand verringert. Ferner braucht bei einer Beschädigung der Außenverzahnung des Küpplungsringes nur der Kupplungsring, nicht aber die zu synchronisierende Kupplungshälfte ausgetauscht werden. Ferner ist durch die formschlüssige Verbindung des dem Außenkonus der zu synchronisierenden Kupplungshälfte zugekehrten Kupplungsringes mit dem Schalt- muffenträger eine zweifache, einander parallele Kraftübertragung geschaffen, nämlich einmal von der Schaltmuffe über den-Reibring und andererseits von dem Schaltmuffeidträger über den inneren Kupplungsring auf den äußeren Kupplungsring bzw. die zu synchronisierende Kupplungshälfte. Diese Kraftübertragung für daS^zur .Synchronisierung erforder-,liche Drehmoment ist durch die bauliche Anordnung in einfädler und zweckmäßiger Weise vermittelt.

-"=.*". ■ In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der.mit.dem Schaltmuffenträger verbundene Kupplungsring mehrere Mitnehmerzapfen auf, die axial in stirnseitig angeordnete Ausnehmungen des Schaltmuffenträgers greifen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Achsenschnitt durch eine Synchronisiereinrichtung und ,.

F i g, 2 zeigt einen* Querschnitt längs der Linie 2-2 in F i g, 1. „,-,.„..

In Fig. 1 ist eine SyächrönisiereinrichtunglO dar-.gestellt, welche sich innerhalb eines Getriebes befindet, das ein Zahnrad 11" und eine Welle 12 aufweist. Die Welle 12 ist mit Keilnuten 13 versehen, die in Keilnuten 15 eines Schaltmuffenträgers 14 greifen.

Der "SchaltmÜfferiträgSr-fi- ist mit drei Längsausäehmungenl7 versehen, in denen Schubstangen 18 gelagert sind. Eine Schaltmuffe 21 umgibt den Schaltmuffenträger, wobei sie mit ihren Innenkeilnuten 22 ■ in die; Umfangskeilnutej. 20'sdes Schaltmuffenträgers 14 eingreift. Die Schaltmuffe 21 weist eine Umfangsnut 23 zur Aufnahme einer (nicht dargestellten) Schaltgabel auf.

Die Schubstangen 18 haben einen erhabenen Ab-

-,... schnitt^5).· der gjc^jto. .Eingriff jnit einer inneren Um-

-fängshut'26 de?" Splialtmüffe^i"'befindet; ringförmig ausgebildete Federn 27 pressen· die Schubstangen 18 in radialer Richtung nach außen und in Eingriff mit der Schaltmuffe 21. Die Innenkeilnuten 22 der Schaltmuffe sind an beiden Enden mit Abschrägungen 30 versehen.

Ein Reibring 31 ist mit erhabenen Abschnitten 33 versehen, welche mit den Längsausnehmungen 17 des Schaltmuffenträgers 14 in Eingriff kommen, um eine Antriebsverbindung zwischen diesem und dem Reibring 31 zu bilden. Der Reibring 31 ist mit einer Außenverzahnung 36 versehen, deren Zähne bei 37 abgeschrägt sind. Der Reibring 31 weist außerdem einen Innenkonus 35 auf.

Ein Kupplungsring 40 ist mit einer Außenverzahnung41 versehen, in welche die Zähne 42 des Zahnrades 11 eingreifen. Der Kupplungsring 40 weist einen axial vorstehenden Abschnitt 43 auf, sowie einen Außenkonus 44 und einen Innenkonus 45. Der Außenkonus 44 befindet sich auf dem Abschnitt 43, wohingegen sich der Innenkonus 45 nur teilweise auf dem Abschnitt 43 befindet. Der Außen- und der Innenkonus44 bzw. 45 sind im wesentlichen parallel zueinander angeordnet, wie aus der Darstellung ersichtlich ist. Der zwischen den beiden Kupplungsflächen eingeschlossene Winkel kann jedoch in weiten Grenzen veränderlich sein.

Zwischen dem Zahnrad 11 und dem Kupplungsring 40 befindet sich ein weiterer Kupplungsring 50, der einen Außenkonus 51 und hierzu parallel einen Innenkonus 32 aufweist. Auf der dem Schaltmuffenträger 14 zugekehrten Seite sind um den Rand des Kupplungsringes 50 herum in gleichmäßigen Abständen mehrere Mitnehmerzapfen 54 angeordnet, so Eine gleich große Anzahl von radial angeordneten Ausnehmungen 55 sind auf der entsprechenden Stirnfläche des Schaltmuffenträgers 14 vorgesehen und dienen zur Aufnahme der Mitnehmerzapfen 54 des Kupplungsringes 50 und zum Herstellen einer Antriebsverbindung zwischen dem Schaltmuffenträger 14 und dem Kupplungsring 50, die jedoch gleichzeitig eine gegenseitige Axialbewegung zwischen Schaltmuffenträger und Kupplungsring gestattet.

Das Zahnrad 11 besitzt einen Außenkonus 56, der mit dem Innenkonus 52 des Kupplungsringes 50 in Eingriff kommen kann. Das Zahnrad 11 wird von der Außenverzahnung 41 des Kupplungsringes 40 angetrieben, sobald die Schaltmuffe 21 axial nach rechts verschoben wird und nachdem Gleichlauf erreicht ist, so daß die Keilnuten 22 der Schaltmuffe in Ein-. griff mit der Außenverzahnung 41 des Kupplungsringes kommen können.

Auf der linken Seite des Schaltmuffenträgers 14 ist eine bekannte Synchronisiereinrichtung dargestellt, die einen Reibring 60 aufweist, welcher dazu dient, ein Zahnrad 61 zum Gleichlauf zu bringen, wenn die Schaltmuffe 21 nach links verschoben wird. Es kann aber auch auf beiden Seiten die gleiehe Synchronisiereinrichtung vorgesehen sein.

Die Wirkungsweise der Synchronisiereinrichtung ist wie folgt: Wenn die Schaltmuff e 21 nach rechts verschoben wird, um das Zahnrad 11 mit der Welle 12 zu kuppeln, bewegen sich die Schubstangen 18 mit der Schaltmuffe, drücken gegen den Reibring 31 und bewegen diesen nach rechts, so daß nun zuerst der Innenkonus 35 des Reibringes 31 in Eingriff mit dem Außenkonus 44 auf dem Kupplungsring 40 gelangt. Sobald dieser Eingriff stattfindet, erfolgt eine geringe axiale Verschiebung des Kupplungsringes 40, so daß der Innenkonus 45 des Kupplungsringes 40 in Eingriff mit dem Außenkonus 51 des Kupplungsringes 50 und gleichfalls der Innenkonus 32 des Kupplungsringes 50 mit dem Außenkonus 56 des Zahnrades 11 in Eingriff gelangt.
. Bedingt durch diese zunächst erfolgenden Eingriffe wird der Reibring 31 veranlaßt, sich mit dem Zahnrad 11 zu drehen und verursacht damit eine relative Drehung zwischen dem Reibring 31 und dem Schaltmuffenträger 14 in der Richtung desjenigen Teils, das eine größere Drehzahl besitzt. Dadurch gelangen die abgeschrägten Flächen der Verzahnung 36 des Reibringes 31 und die Keilnuten 22 der Schaltmuffe 21 in Sperreingriff. Sobald dieser Sperreingriff erfolgt ist, setzen die abgeschrägten Oberflächen der Verzahnung 36 der weiteren Bewegung der Schaltmuffe einen Widerstand entgegen, obwohl eine beträchtliche Kraft auf die Schaltmuffe 21 ausgeübt wird, um diese in den gewünschten festen Eingriff mit der. Außenverzahnung 41 auf dem Kupplungsring40 zu bringen. Aus diesem Grunde wird einem vollen Eingriff der Kupplung so lange ein Widerstand entgegengesetzt, bis das Zahnrad 11 synchron mit der Schaltmuffe 21 umläuft. Sobald dieser Punkt erreicht ist, findet eine relative Bewegungsumkehr statt, und der Reibring 31 bewegt sich in eine solche Lage, daß sich die Verzahnung 36 des Reibringes 31 in Ausrichtung mit den Innenkeilnuten 22 auf der Schaltmuffe 21 befindet. Wenn diese Stellung erreicht ist, besteht gegenüber einer Bewegung der Schaltmuffe 21 kein Widerstand mehr und diese kann in vollen Eingriff mit der Außen verzahnung 41 auf dem Kupplungsring 40 gebracht werden, wobei die nachgiebig ausgebildete Verbindung zwischen den Schubstangen 18 und der Schaltmuffe 21 unter der zum Verschieben der Schaltmuffe 21 ausgeübten Kraft nachgibt. Zwischen der Schaltmuffe 21, dem Kupplungsring 40 und dem Zahnrad 11 besteht nunmehr ein fester gegenseitiger Eingriff, und das Zahnrad 11 befindet sich in einer Antriebs verbindung mit der Welle 12.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Synchronisiereinrichtung, für eine ,Zahn-, kupplung mit mindestens einem zum Eingriff "Her auf einem Schaltmuffenträger verschiebbar angeordneten Schaltmuffe außenverzahnten Reibring, bei der radial zwischen dem Innenkonus des außenverzahnten Reibrings und dem Außenkonus der zu synchronisierenden Kupplungsringe vorgesehen skid, yon denen der dem Innenkonus des außenverlahiitenReibrings=zugekehrte Kupplungsring' formschlüssig mit der zu synchrorasierenden Kupplungshälfte, verbunden ist, dadurch¹ gekennzeichnet, daß der dem Außenkonus (56) Jder zu synchronisierenden Kupplungshälfte (11) zugekehrte Kupplungsring (50) formschlüssig mit dem Schaltmuffenträger (14) verbunden ist "und daß. der dem Innenkonus (35) des außenverzahnten Reibrings (31) zugekehrte Kupplungsring (40) ebenfalls mit einer Außenverzahnung (41) versehen ist, in die die Schaltmuffe (21) und die zu synchronisierende Kupplungshälfte eingreifen.

2. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Schaltmuffenträger (14) verbundene Kupplungsring (50) mehrere Mitnehmerzapf en (54) aufweist,-die axial in stirnseitig angeordnete Ausnehmungen (55) des Schaltmuffenträgers greifen. "^: