DE1933877A1 - Synchrongetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein synchronisiertes Getriebe mit mindestens einer konischen Reibfläche an einer Welle und einer konischen Reibfläche an einem auf der Welle drehbar gelagerten Zahnrad, welche Flächen zur Erzielung eines Synchronlaufs von Welle und Zahnrad gegeneinanderpreßbar sind und mit einer innenverzahnten Schiebemuffe zur formschlüssigen, drehfesten Verbindung von Welle und Zahnrad bei deren Synchronlauf, wobei die Reibfläche der Welle an einem Synchronisationsring vorgesehen ist, welcher durch dauernde Berührung dieser Reibfläche mit der Reibfläche an dem zu synchronisierenden Zahnrad derart mitgenommen ist, daß die am Ring vorgesehenen Synchronisationskeile verstellt sind. Die Schiebemuffe braucht bei diesem Getriebe nicht betätigt und der Synchronisationsring nicht axial verschoben zu werden, um den Synchronisationsring mit seiner Reibfläche mit der Reibfläche des Zahnrads in Berührung zu bringen. Die Muffe dient einzig und allein der -formschlüssigen Drehverbindung zwischen Welle und Zahnrad.

Aufgabe der Erfindung ist die Vermittlung eines Getriebes der beschriebenen Art, welches während, des. Umlaufs der Welle ständig in Bereitschaft ist, dagegen nicht beim Stillstand, so daß die Gänge frei eingestellt werden können.

Das erfindungsgemäße Getriebe ist durch eine mit der Welle drehfest verbundene Synchfonisatibnsnabe gekennzeichnet,

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in welcher in radialer Richtung bewegliche Preßstücke, beispielsweise als Kugeln ausgebildet, angeordnet sind, welche mit einer Absohrägung an einem axial -beweglichen Synchronisationsring zusammenwirken, der gegenüber der Nabe um einen begrenzten Winkel verdrehbar ist und einerseits die mit der am Zahnrad vorhandenen konischen Reibfläche zusammenwirkende konische Reibfläche aufweist sowie andererseits Synchronisationskeile besitzt, welche die formschlüssige Verbindung zwischen Welle und Zahnrad verhindern, solange kein Gleichlauf zwischen diesen Teilen gegeben ist, wobei die Masse der besagten Druckstücke so gewählt ist, daß die auf die Abschrägung einwirkenden Kräfte den Ölfilm zwischen den beiden Reibflächen nicht zerstören.

Während des Umlaufs der Welle sind die Druckstücke der Zentrifugalkraft unterworfen und erzeugen so auf den Synchronisationsring radial einwirkende Kräfte, welche Axialkräfte zur Folge haben, die die Reibfläche des Ringes auf die Reibfläche des Zahnrads drücken, so daß der Synchronisationsring in Umdrehung mitgenommen wird und sein Spiel gegenüber der Nabe winkelmäßig wieder zu erreichen bestrebt ist, wodurch die Synchronisationskeile in Stellung kommen, bevor die Greifelemente zur formschlüssigen Verbindung betätigt werden. Es wird auf diese Weise bei dem Gangweohseln Zeit gewonnen, und zwar in Verbindung mit einer erhöhten Sicherheit und Genauigkeit des Zustandekommens der formschlüssigen Verbindung.

Mit einer schnellen und brutalen Verschiebung der Eingriffsteile ist die Gefahr verbunden, ein Abprallen des Synchronisationsringes hervorzurufen, welches die formschlüssige Verbindung trotz des Vorhandenseins eines Drehzahluntersohiedes zwischen Zahnrad und Welle zustande kommen läßt. Die stan-

dige Bereitschaft des Ringes vermeidet diesen Nachteil.

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Dagegen wirkt beim Stillstand keine resultierende Kraft auf den Hing ein, so daß er gegenüber dem Zahnrad frei drehbar ist und seine Synchronisationskeile leicht und ohne Kraftaufwand eine Stellung einnehmen können, welche die Betätigung der Greifelemente ermöglicht.

Das Getriebe kann mit elastischen Organen ausgestattet sein, welche die erwähnten Druckstücke in der Nabe nach außen vorbelasten, und zwar mit einer ihr Gewicht ausgleichenden Kraft· Biese Organe können beispielsweise Federn sein, welche im Boden der Bohrungen für die Druckstücke angeordnet sind und deren Zurückfallen auf den Boden bei Stillstand verhindern.

Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. In dieser zeigts

Fig. 1 die Ansicht eines Längsschnitts durch ein erfindungsgemäßes Getriebet

Fig· 2 eine perspektivische Sxplosionsdarstellung bestimmter Getriebeteile.

Nach der Zeichnung weist das Getriebe eine Welle 1 auf, auf welcher zwei Zahnräder 2 und 3 über je ein Nadellager 4 bzw. 5 frei drehbar gelagert sind.

Zwischen den Zahnrädern 2 und 3 ist eine Synchronisationsnabe 6 mit bohrungsseitigen Längsnuten 6b angeordnet, in welche entsprechende Zähne der Welle 1 eingreifen. Die Nabo 6 ist also drehfest mit der Welle 1 verbunden.

Das Zahnrad 2 weist einen konischen Auienabschnitt 2a auf, auf welchen der konische Innenabschnitt 7a eines Synchro-

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nisationsringes 7 aufsetzen kann. Bas Zahnrad 3 ist dagegen drehfest mit einem Hing 8 verbunden, welcher einen konischen Außenabschnitt 8a aufweist, auf welchen der konische Innenabschnitt 9a eines Synchronisationsringes 9 aufsetzen kann·

Jeder der Synohronisationsringe 7 und 9 weist eine bestimmte Anzahl Zapfen 10 auf, und zwar drei beim dargestellten Beispiel, welche jeweils in eine Aussparung 11 der Synchronisationsnabe 6 eingreifen, so daß diese Nabe 6 die Ringe 7, 9 mitnimmt, diese aber der Nabe 6 gegenüber um einen begrenzten Winkel verdrehbar sind· Darüber hinaus weist jeder der Ringe 7, 9 Synchronisationskeile 12 auf, welche radial aus den Ringen 7» 9 hervorragen· Auf der der Nabe 6 zugewandten Seite weisen diese Keile 12 jeweils zwei Abschrägungen 12a auf, welche symmetrisch zur Längsmittelebene des jeweiligen Keils angeordnet sind·

Eine Schiebemuffe 13, die von einer nicht dargestellten Schaltgabel verschoben wird, ist auf der Synchronisationsnabe 6 und den Zahnrädern 2, 3 verschieblich gelagert. Die Muffe 13 ist bohrungsseitig mit einer Verzahnung 13a versehen, in welche Außenzähne 6a der Nabe 6 und Außenzähne 2b oder 8b des Zahnrads 2 bzw· des Ringes 8 zugleich eingreifen können, so daß die Nabe 6 mit dem Zahnrad 2 oder dem Zahnrad 3 verbunden ist, je nach der Muffenstellung. Die Winkelstellung der Keile 12 ist derart bestimmt, daß sie dann, wenn die Zapfen 10 an einer der Flanken der Aussparungen 11 anliegen, auf die Zähne der Verzahnung 13a der Muffe 13 ausgerichtet sind und so verhindern, daß die Verzahnung 13a in die Außenzähne 2b oder 8b des Zahnrads 2 bzw. des Ringes 8 eingreift·

Schließlich ist jede der Aussparungen 11 der Nabe 6 mit einer Bohrung H versehen, in welche eine Kugel 15 einge- · , setzt ist. Diese Kugel 15 liegt den abgeschrägten flächen 10a an den Enden der Zapfen 10 der Synchronisationsringe 7, 9 ge-

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genüber.

Das "beschriebene Getriebe funktioniert folgendermassen.

Die in Umdrehung versetzte Welle 1 nimmt die Synchronisationsnabe 6 mit. Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft werden die Kugeln 15 gegen die sohrägen Flächen 10a der¹Zapfen 10 der Ringe 7» 9 gedrückt. Jeder dieser Ringe ist auf diese Weise einem radialen Druck ausgesetzt, welcher einen nach außen gerichteten Axialdruck hervorruft und den konischen Abschnitt 2a bzw. 8a gegen den konischen Abschnitt 7a bzw. 9a zu drücken das Bestreben hat. Das Gewicht der Kugeln 15 ist unter Berücksichtigung der Schräge der Flächen 10a so gewählt, daß der besagte Axialdruck selbst bei großen Geschwindigkeiten nicht den Ölfilm zerstört, welcher zwischen den konischen Abschnitten 2a und 7a sowie den konischen Abschnitten 8a und 9a besteht.

Bei zu Anfang mit einer von der Drehzahl der Welle 1 und der Nabe 6 abweichenden Drehzahl umlaufenden Zahnrädern 2, 3 verschwenken die Ringe 7 und 9 gegenüber der Nabe 6 und ihre Zapfen 10 kommen an den Flanken der Aussparungen 11 zur Anlage. Die Synchronisationsvorrichtung ist in Bereitschaftsstellung, d.h. die Ringe 7_t 9 sind bereit, an ihren ■Vorsprüngen 12 den Druck der Muffe 13 aufzunehmen, um das Einrücken in das zugehörige Zahnrad 2 bzw. 3 zu vollziehen, aber die Bewegung der Muffe solange zu begrenzen, wie die Welle 1 und das fragliche Zahnrad noch nicht mit etwa derselben Drehzahl umlaufen·

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Wenn die Geschwindigkeit der Zahnräder 2 und 3 gleich derjenigen der Welle 1 ist, dann kann die positive Mitnahme., dieser Zahnräder bewerkstelligt werden. Wird zu diesem Zwecke

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die Muffe 13 beispielsweise nach links verschoben, dann treffen die Zähne der Verzahnung 13a der Muffe 13 auf die Abschrägungeii 12a der Keile 12 auf und bewirken dadurch eine leichte Verdrehung des Synchronisationsringes 7, dessen Keile 12 aus der Bahn der Zähne der Verzahnung 13a kommen. Die Bewegung der Muffe 13 kann also weitergehen, so daß ihre Verzahnung 13a in die Zähne 2b des Zahnrads 2 eingreift und dieses Zahnrad 2 mit der Habe 6 und damit mit der Welle 1 verbunden wird.

Wird die Welle 1 nicht angetrieben, dann wirkt auf die Kugeln 15 keine Zentrifugalkraft ein und es tritt auch kein Druck auf die Synchronisationsringe 7, 9 auf· Diese Ringe können also gegenüber den Zahnrädern 2 und 3 frei drehen, so daß die der Verschiebung der Muffe 13 entgegenwirkende Kraft praktisch ITuIl ist und die Muffe 13 verschoben werden kann, um die Nabe 6 mit dem Zahnrad 2 oder 3 zu verbinden. Es kann so ohne weiteres ein Gang eingeschaltet werden.

Es kann jedoch_vauch im Boden jeder Bohrung 14 eine leder 16 vorgesehen sein, welche auf die zugehörige Kugel 15 eine ihr Gewicht aufhebende, radial nach außen gerichtete Kraft ausübt. Die Kugel 15 wird so mit den schrägen Flächen 10a auch bei Stillstand in Berührung gehalten.

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Claims (1)

1. ^Ansprüche

   1 Λ Synchronisiertes Getriebe mit mindestens einer konischen Reibfläche an einer Welle und einer konischen Reibfläche an einem auf der Welle drehbar gelagerten Zahnrad, welche Flächen zur Erzielung eines Synchronlaufs von Welle und Zahnrad gegeneinanderpreßbar sind, und mit einer innenverζahnten Schiebemuffe zur formschlüssigen, ,drehfesten Verbindung von Welle und Zahnrad bei deren Synchronlauf, wobei die Reibfläche der Welle an einem Synchronisationsring vorgesehen ist, welcher durch dauernde Berührung dieser Reibfläche mit der Reibfläche an dem zu synchronisierenden Zahnrad derart mitgenommen ist, daß die am Ring vorgesehenen Synchronisationskeile verstellt sind, gekennzeichnet durch eine mit der Welle (1) drehfest verbundene Synchronisationsnabe (6), in welcher in radialer Richtung bewegliche Druckstücke (15) angeordnet sind, die mit einer Abschrägung (10a) am axial beweglichen Synchronisationsring (7 bzw, 9) zusammenwirken, der gegenüber der Nabe (6) um einen begrenzten Winkel verdrehbar ist und einerseits die mit der konischen Reibfläche (2a bzw· 8a) am Zahnrad (2 bzw· 3, 8) zusammenwirkende konische Reibfläche (7a bzw. 9a) sowie andererseits mehrere die formschlüssige Verbindung zwischen Welle (1) und Zahnrad (2 bzw* 3) nur bei deren Synchronlauf freigebende Synchronisationskeile (12) aufweist, wobei die Druckstücke (15) e'ine solche Masse besitzen, daß die auf die Abschrägung (10a) ausgeübten Kräfte den Ölfilm zwischen den Reibflächen (2a und 7a bzw· 8a und 9a) nicht zerstören»

   2· Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ela- \ stische Organe (16) vorgesehen sind, welche die Druckstücke (15)" jeweils mit einer ihrem Gewicht gleichen Kraft nach außen vorbelasten.

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