DE1853886U

DE1853886U - Schalteinrichtung fuer zahnraederwechselgetriebe.

Info

Publication number: DE1853886U
Application number: DEZ6153U
Authority: DE
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1959-08-13
Filing date: 1959-08-13
Publication date: 1962-06-20

Description

ZAHNRADFABRIKFRIEDRICHSHAFEN

Aktiengesellschaft Friedrichshafen Schalteinrichtung für Zahnräderwechselgetriebe Die Neuerung betrifft Schalteinrichtungen für Zahnräderwechselgetriebe, mit einem Nuten zur Aufnahme von Schaltstiften aufweisenden Trägerteil und an den zu kuppelnden Teilen vorhandenen Ausnehmungen für den Eingriff der Schaltstifte, wobei die Führungen des Trägerteiles teilweise in die Ausnehmungen hineinragen.
Bei den bisher bekanntgewordenen Getriebeschalteinrichtungen der genannten Art wird mittels der in die Ausnehmungen an den zu kuppelnden Teilen hineinragenden Teile des Trägers den Schaltstiften eine sichere, ein Verkanten und Klemmen verhindernde Führung vermittelt.
Als nachteilig hat sich erwiesen, daß bei hohen Relativdrehzahlen der zu kuppelnden Teile die in die Ausnehmungen an den Kupplungsteilen einrastenden Enden der Schaltstifte hohen Belastungen ausgesetzt sind, wodurch ein verhältnismäßig hoher Verschleiß sowohl an den Schaltstiften selbst, als auch an den Führungen hervorgerufen wird.
Um die aufgezeigten Nachteile der bekannten Einrichtungen dieser Art zu vermeiden, wird gemäß der vorliegenden Neuerung vorgeschlagen, eine Synchronisiereinrichtung vorzusehen, die aus an den zu kuppelnden Teilen gebildeten Synchronisierreibelementen und das Durchschalten der Schaltstifte mit normaler Handkraft vor Angleichung der Drehzahlen der zu kuppelnden Teile verhindernde Sperrgliedern besteht.
Ein weiteres Merkmal der Neuerung besteht darin, daß auf dem treibenden Teil oder einem mit diesem verbundenen Träger mitdrehbar, jedoch axial verschiebbar eine die Schaltstifte in axialen Ausnehmungen aufnehmende Führungshülse angeordnet wird, an deren Ringteilen Synchronisierreibkegel gebildet sind, die in Reibverbindung mit an den zu kuppelnden Teilen vorgesehenen Gegenreibkegeln gebracht werden können, und daß die Führungshülse durch Druckfedern beeinflußte und in Rasten an den Schaltstiften eingreifende Sperr-bzw. Mitnehmerkörper aufnimmt.
Eine so ausgebildete Schalteinrichtung gestattet ein rasches Angleichen der Drehzahlen der zu kuppelnden Teile, wobei ein Durchschalten der Schaltstifte mit normaler Handkraft in die Ausnehmungen an den Kupplungsteilen erst nach Angleichung der Drehzahlen möglich ist. Der Verschleiß an den Schaltelementen wird somit wesentlich herabgesetzt und die Schaltzeiten wesentlich verkürzt. Die vorschlagsgemäße Schalteinrichtung benötigt gegenüber den bekannten Schaltstiftkupplungen der gleichen Gattung keinen zusätzlichen Raum, da sämtliche für die Drehzahlangleichung notwendigen Bauteile auf bereits vorhandenen Raum untergebracht sind.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele gemäß der Neuerung dargestellt :

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Fig. 1 zeigt die Kupplungseinrichtung in einem in Längs-

richtung geführten Teil-Schnitt.
Fig. 2 zeigt einen quer zur Längsachse der Einrichtung geführten Teil-Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel ebenfalls im Axialschnitt.
Fig. 4 zeigt einen teilweisen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
In Fig. 1 und 2 ist ein Teil eines Zahnräderwechselgetriebes in Verbindung mit einer beispielsweise axial doppelt schaltbaren Kupplung dargestellt, wobei als Kupplungselemente Schaltstifte verwendet sind. Die Zahnräder 2 bzw.
3 sind auf einer Welle, beispielsweise einer Getriebeausgangswelle 5, lose laufend und mit dieser kuppelbar vorgesehen, wobei die Zahnräder 2 bzw. 3 mit hier nicht dargestellten Zahnrädern in dauerndem Eingriff stehen. Zwischen den Zahnrädern 2 bzw. 3 ist ein mit der Getriebeausgangswelle 5 mittels Keilprofil 7 od-dgl. drehfest verbundenes Trägerteil 8 angeordnet, welches an einer axialen Verschiebung durch die stirnseitig anliegenden und ihrerseits durch Anlaufscheibe od. dgl. gesicherten Zahnrädern 2 bzw. 3 gehindert ist. Das Trägerteil 8 weist an seiner äußeren Umfangsfläche ein Keilprofil 13 auf, in welches das Gegenprofil 14 einer die Schaltstifte 16 aufnehmenden axial verschiebbaren Führungshülse 18 eingreift. Letztere weist an ihrer äußeren Umfangsfläche im Querschnitt halbkreisförmige und sich in axialer Richtung über die gesamte Breite der Führungshülse erstreckende Ausnehmungen 20 auf, in denen die Schaltstifte 16 axial verschiebbar geführt sind.
Die Schaltstifte 16 werden von einem Schaltring 22 umfaßt, der in die an den Schaltstiften l gebildeten Kerben 23 eingreift. In den Schaltring 22 ist eine ringförmige Schaltnut 24 eingearbeitet, in welche ein hier nicht dargestelltes Schaltglied (Schaltgabel) eingreift. In die nach innen gerichteten Stirnseiten der Zahnräder 2 bzw. 3 sind dem Querschnitt der Schaltstifte 16 entsprechende Ausnehmungen 25 bzw. 26 eingearbeitet, in welche die Enden der Schaltstifte 16 zum Zwecke des Kuppelns der Zahnräder 2 bzw. 3 wahlweise in Eingriff gebracht werden können. Die halbkreisförmigen Ausnehmungen 25 bzw. 26 gehen radial nach innen in eine ringförmig ausgebildete Eindrehung 27 bzw.
28 über, in welche die über das Trägerteil 8 nach beiden Seiten überstehenden Ringteile 29 bzw. 30 der Führungshülse 18 hineinragen, und somit den Schaltstiften 16 beim Kuppeln eine sichere Führung vermitteln. An der inneren Umfangsfläche der Ringteile 29 bzw. 30 sind Synchronisierreibkegel 32 bzw. 33 gebildet, die mit entsprechend ausgebildeten Gegenreibkegeln 35 bzw. 36 an den Zahnrädern 2 bzw. 3 zum Zwecke der Drehzahlangleichung der miteinander zu kuppelnden Teile zusammenarbeiten. Um eine axiale Verschiebung der Führungshülse 18 zu bewirken, sind an dieser radialgerichtete zylindrische Durchbrüche 38 gebildet, in deren erweiterten Teil 39 Scheiben 40 eingesetzt sind. Letztere sind mit einer zentrischen Bohrung 41 für die Aufnahme einer Mitnehmerkugel 42 versehen, die sich an einer zwischen der Scheibe 40 und der Führungshülse 18 eingelegte Teller-oder Scheibenfeder 43 anlegt bzw. in eine an dieser vorhandene Bohrung 45 teilweise einzutreten vermag. Die Lage der Kugeln 42 ist dabei so, daß diese in Neutrallage der Kupplung und beim Ansynchronisieren um einen gewissen Betrag über die äußere Umfangsfläche der Führungshülse 18 hinausragen und in mittig stehende im Querschnitt halbkreisförmige Aussparungen 46 an den Schaltstiften 16 einrasten. Um den Kugeln 42 beim Durchschalten der Schaltstifte 16 die Möglichkeit zum Ausweichen zu geben, sind die Keilprofile 13 in der Nähe der Kugeln 42 mit Aussparungen 47 versehen. Für die beiden Kupplungsstellungen weisen die Schaltstifte 16 zwei weitere im Querschnitt halbkreisförmig od. dgl. ausgebildete Rasten 48 bzw. 49 auf, mit deren Hilfe die Schaltstifte 16 in ihren Kupplungsstellungen gehalten werden. Es ist dabei nicht erforderlich, jedem der Schaltstifte 16 eine Mitnehmerkugel 42 und deren zugehörigen Teile zuzuordnen, sondern vielmehr nur jedem zweiten oder dritten der Schaltstifte 16.
In Fig. 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer vorschlagsgemäßen Kupplungseinrichtung dargestellt, und zwar sind hierbei im Gegensatz zu den bei Fig. 1 und 2 verwendeten Kugelführungsscheiben 40 und Tellerfedern 43 in radial verlaufenden Bohrungen 50 der Führungshülse 18 Buchsen 52 eingesetzt, welche Druckfedern 54 aufnehmen, die auf Kugeln 55 einwirken, wobei die Federn 54 unter gewisser Vorspannung stehen. Die Kugeln 55 rasten in der gleichen, wie bereits bei Fig. 1 beschriebenen Weise in den verschie-'denen Schaltstellungen der Schaltstifte 16 in die halbkreisförmigen Rasten 46,48 bzw. 49 ein. Das Trägerteil 56 weist hierbei radiale Durchbrüche 57 auf, in welche die Federn 54 und deren Hülsen 52 hineinragen. Der Durchmesser der Durchbrechungen gestattet eine axiale Beweglichkeit der Führungshülse 18 und der mit dieser verbundenen Hülsen 52.
Die Wirkungsweise der Kupplungseinrichtung ist dabei wie nachfolgend beschrieben.
Wird der in die Kerben 23 der Schaltstifte 16 eingreifende Schaltring aus der in Fig. 1 dargestellten Neutrallage nach links verschoben, so werden die Schaltstifte 16 mitgenommen. Gleichzeitig wird über die in die Führungshülse 18 eingesetzten und durch die Federn 43 radial nach außen in die Rasten 46 an den Schaltstiften 16 gedrückten Kugeln 42 eine Mitnahme der Führungshülse 18 bewirkt. Die Synchronisierreibkegel 32 bzw. 33 am Ringteil 29 der Führungshülse 18 bzw. am zu kuppelnden Zahnrad 2 treten somit in Reibverbindung, wodurch eine Angleichung der Drehzahl des Zahnrades 2 an die der Welle 5 erfolgt. Die in die Rasten 46 der Schaltstifte 16 eingreifenden Mitnehmerkugeln 42 verhindern vorerst ein Durchschalten der Schaltstifte 16 und zwar solange, bis durch den am Schaltring 22 aufgebrachten Schaltdruck die Kugeln 42 gegen die unter Vorspannung stehenden Federn 43 in ihre Bohrungen 41 zurückgedrückt werden und somit ein Eingreifen der Schaltstifte in die Ausnehmungen 25 am Zahnrad 2 gestatten. Die Federn 43 (54 Fig. 3) sind dabei so ausgelegt, daß ein Zurückdrücken der Mitnehmerkugeln 42 erst dann erfolgt, wenn Gleichlauf zwischen den zu kuppelnden Teilen eingetreten ist.

Claims

S c hut z ans p r ü ch e : ) 1. Schaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe, mit einem Nuten zur Aufnahme von Schaltstiften aufweisen-

den Trägerteil und an den zu kuppelnden Teilen vorhandenen Ausnehmungen für den Eingriff der Schaltstifte, wobei die Führungen des Trägerteiles teilweise in die Ausnehmungen hineinragen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Synchronisiereinrichtung vorhanden ist, die aus an den zu kuppelnden Teilen gebildeten Synchronisier-Reibelementen (32,33,35,36) und das Durchschalten der Schaltstifte (16) mit normaler Handkraft vor Angleichung der Drehzahlen der zu kuppelnden Teile (5 ; 2 bzw. 3) verhindernden Sperrgliedern (42 55) besteht. 2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

net, daß auf dem treibenden Teil (5) oder einem mit diesem verbundenen Träger (8) mitdrehbar, jedoch axial verschiebbar eine die Schaltstifte (16) in axialen Ausnehmungen (20) aufnehmende Führungshülse (8) angeordnet ist, an deren Ringteilen (29 bzw. 30) Synchronisierreibkegel (32 bzw. 33) gebildet sind, die in Reibverbindung mit an den zu kuppelnden Teilen (2 bzw. 3) vorgesehenen Gegenreibkegeln (35 bzw. 36) gebracht werden können, und daß die Führungshülse (18) durch Druckfedern (43 bzw. 54) beeinflußte und in Rasten (46) an den Schaltstiften (16) eingreifende Sperr-bzw. Mitnehmerkörper (43 bzw. 55) aufnimmt. 3. Schaltvorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (18) Durchbrüche (38) aufweist, in deren erweiterten Teil (39) Teller-oder Scheibenfedern (43) eingesetzt und durch eine die Sperr-bzw. Mitnehmerkorper (43 bzw. 55) aufnehmende Scheibe (40) gehalten sind.

4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in radialen Bohrungen (50) der Führungshülse (18) Buchsen (52) für die Aufnahme von auf die Sperr-bzw. Mitnehmerkorper (55) einwirkenden Schraubendruckfedern befestigt sind, deren Enden in Ausnehmungen (57) des Trägerteiles (56) hineinragen. einem 5. Schalteinrichtung nach/der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur einem Teil der Schaltstifte (16) Sperr-bzw. Mitnehmerkörper (42 bzw. 55) und deren Federungseinrichtungen (40, 43 bzw. 52,54) zugeordnet sind.