DE2131712A1

DE2131712A1 - Synchrongetriebe mit Zwangssynchronisierung

Info

Publication number: DE2131712A1
Application number: DE19712131712
Authority: DE
Inventors: Giovanni Nolli
Original assignee: Fiat SpA
Current assignee: Fiat SpA
Priority date: 1970-06-26
Filing date: 1971-06-25
Publication date: 1972-01-05
Also published as: DE2131712B2; FR2099891A5

Description

Die Erfindung betrifft Synchrongetriebe mit Zwangssynchroni s ierung.

Im besonderen ist die Erfindung auf Synchrongetriebe mit Zwangssynchronisierung von der Bauart mit freien Ringen gerichtet, die einen ersten und einen zweiten Synchronring aufweisen, welche auf kegelstumpfförmigen Kupplungsflächen von Elementen angeordnet sind, die Antriebsverbindung mit einem Antriebsglied und mit einem freien Glied haben, das mit Bezug auf das Abtriebsglied frei drehbar und durch Übertragungsmittel

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mit dem Abtriebsglied gekuppelt ist, und mit einer Anzahl Zapfen, die sich axial von jedem Ring zu dem anderen Ring erstrecken und die je durch eine jeweilige Bohrung in einem Kupplungselement hindurchgeführt sind, das mit dem Abtriebsglied drehbar, jedoch mit Bezug auf dieses axial gleitbar ist, welchem Kupplungselement eine axiale Bewegung mitgeteilt werden kann, um das Abtriebsglied wahleise mit dem Antriebsglied zum direkten Antrieb von diesem und mit dem freien Glied zum Antrieb über die erwähnten Übertragungsmittel zu verbinden, wobei jeder Zapfen aus einem inneren und aus einem äusseren zylindrischen Teil besteht, die zueinander gleichachsig und miteinander durch einen Teil von kegelstumpfförmxger Fläche verbunden sind, welcher sich zum freien Ende des Zapfens hin verjüngt, und die Bohrungen des Kupplungselements von im wesentlichen zylindrischer Form sind und einen Durchmesser haben, der gleich demjenigen des inneren zylindrischen Teils der Zapfen ist, und jeder Zapfen auf derjenigen Seite, die dem inneren Teil des jeweiligen Zapfens zugekehrt ist, eine kegeistumpfförmige ausgesenkte Fläche aufweist, und die erwähnten Zapfen normalerweise in einer Ruhestellung angeordnet sind, in welcher ihre äusseren zylindrischen Teile sich in ihren jeweiligen Bohrungen befinden.

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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Synchrongetriebes der vorerwähnten Art zur Erleichterung der Bewegung des Kupplungselements, bei welchem Getriebe unmittelbar vorausgehend jeder Bewegung der Kupplungselemente die Zapfen der Synchronringe sich in der richtigen Stellung zur Synchronisation befinden.

Das erfindungsgemässe Synchrongetriebe mit Zwangssynchronisierung unterscheidet sich dadurch, daß jeder Zapfen mit elastisch belasteten Reibungsorganen versehen ist, die in Reibungskontakt mit dem anderen Ring als demjenigen gedrückt werden, an dem der Zapfen befestigt ist, um die beiden Ringe ständig in Kontakt mit den jeweiligen kegelstumpfförmigen Kupplungsflächen zu belasten, so daß der erste Ring das Bestreben hat, den zweiten Ring zur Drehung mitzu-

I nehmen, um den äusseren zylxndrxschen Teil jedes Zapfens ^ seitlich in Kontakt mit einem Teil der zylxndrxschen Fläche der jeweiligen Bohrung im Kupplungselement zu halten.

Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung beispielsweise näher beschrieben und zwar zeigen:

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Fig. 1 eine Teilansicht im axialen Schnitt eines Wechselgetriebes mit einer Synchronisiereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Wechselgetriebe 1 besitzt eine Antriebswelle 2 und eine Abtriebswelle 3, die gleichachsig und endweise zueinander angeordnet sind.

Parallel zu den Wellen 2 und 3 ist eine Vorgelegewelle 4 angeordnet, die an ihren Enden mit zwei Zahnrädern 5 und 6 geformt ist. Die Zahnräder 5 und 6 stehen in ständigem Eingriff mit einer zylindrischen Reihe von Zähnen 7, die an der Antriebswelle angeformt sind, und mit einer zylindrischen Reihe von Zähnen 8, die an einem freien Glied angeformt sind, welches durch eine Buchse 9 gebildet wird, die auf der Abtriebswelle 3 zur relativen Drehung frei drehbar gelagert ist.

Die Verzahnung 7 befindet sich in der Nähe desjenigen

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Endes der Antriebswelle 2, welches dem benachbarten Ende der Abtriebswelle 3 zugekehrt ist. Die Antriebswelle 2 weist zwischen der Verzahnung 7 und dem erwähnten Ende einen aussenkeilverzahnten Endteil 10 auf, der mit einem innenkeilverzahnten Ringkörper 11 gekuppelt ist, welcher eine kegelstumpfförmige äussere Kupplungsfläche 12 aufweist, die sich zu dem erwähnten Ende der Antriebswelle hin verjüngt.

Die Buchse 9 ist auf der Abtriebswelle 3 in der Nähe des freien Endes der letzteren, d.h. in der Nähe desjenigen Endes angeordnet, das dem benachbarten Ende der Antriebswelle 2 zugekehrt ist. Die Buchse 9 ist mit einer rohrförmigen gleichachsigen Verlängerung 13 ausgebildet, die aussenkeilverzahnt ist und mit der ein innenverzahnter Ringkörper IH in Eingriff steht. Der Ringkörper 14 ist mit dem Ringkörper 11 identisch und weist eine äussere kegelstumpfförmige Kupplungsfläche 15 auf, die sich zum ™ freien Ende der Abtriebswelle 3 hin verjüngt.

Die Abtriebswelle 3 weist einen keilverzahnten Endteil auf, der über die Buchse 9 hinausragt und einen Aussendurchmesser hat, der gleich dem der rohrförmigen Verlängerung 13 der Buchse 9 und dem des keilverzahnten Endteils 10 der Antriebswelle 2 ist₀ Der keilverzahnte

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Endteil 16 der Abtriebswelle 3 ist ausserdem von dem keilverzahnten Endteil der Antriebswelle 2 durch einen schmalen Spalt getrennt.

Auf.dem keilverzahnten Endteil 16 der Abtriebswelle 3 ist eine innen verzahnte Hülse 17 zur axialen Gleitbewegung angeordnet. Die Hülse 17 ist mit zwei miteinander verbundenen gleichachsigen Ringen 18, 19 ausgebildet, die beide innenkeilverzahnt sind und miteinander durch einen ringförmigen Aussenflansch 20 verbunden sind, welcher in einer zur gemeinsamen Achse der Wellen 2 und 3 senkrechten radialen Ebene angeordnet ist.

Der erste und der zweite Synchronring 21 und 22 sind frei drehbar auf dem Ringkörper 11 bzw. 12 angeordnet und weisen kegelstumpfförmige Innenflächen 2 3 und 24 auf J₁ die zu den kegelstumpfförmigenFlächen 12 und 15 der Ringkörper 11 und IM· komplementär sind und mit diesen zusammenwirken.

Jeder der beiden Ringe 21 und 2 2 ist mit einer Anzahl von sich axial erstreckenden Zapfen 25 versehen, die sich zu dem anderen Ring hin erstrecken und gleichmässig um jeden Ring herum verteilt sind. Jeder der Zapfen 25 weist einen zylindrischen Teil 26 auf, der in einer

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jeweiligen Bohrung 27 in dem Ring 21 bzw, 22 sitzt und in dieser verankert ist. Der Schaft des Zapfens 25, der sich aus der jeweiligen Bohrung 27 heraus erstreckt, ist mit einem inneren und einem äusseren zylindrischen Teil 28 bzw. 2 9 geformt, welche Teile zueinander gleichachsig und miteinander durch einen Teil 30 von kegelstumpf förmiger Fläche verbunden sind, wobei der äussere zylindrische Teil 29, der sich am freien Ende des Zapfens 25 befindet, einen kleineren Durchmesser als der innere J

zylindrische Teil 28 hat. Das freie Ende des äusseren zylindrischen Teils 29 jedes Zapfens 25 befindet sich von der benachbarten ebenen Fläche des gegenüberliegenden Ringes 21 bzw. 2 2 in einem sehr kleinen Abstand.

Jeder Zapfen 25 erstreckt sich durch eine Bohrung 31 im Flansch 20 der Hülse 17. Jede Bohrung 31 hat eine im wesentlichen zylindrische Form und einen Durchmesser, der gleich denjenigen des inneren zylindrischen Teils des jeweiligen Zapfens 25 ist. An ihrem dem inneren Teil ™ 28 des jeweiligen Zapfens 25 zugekehrten Ende ist jede Bohrung 31 mit einer kegelstumpfförmigen ausgesenkten Fläche 32 ausgebildet, die zu dem Teil 30 von kegelförmiger Oberfläche des Zapfens 2 5 komplementär ist.

Der zylindrische Aussenteil 29 jedes Zapfens 25 weist

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ein inneres zylindrisches axiales Grundloch 33 auf, das am freien Ende des Teils 29 offen ist. In jeder Bohrung 33 ist ein kleiner zylindrischer Kolben 34 zur Gleitbewegung angeordnet. Der Kolben 34 ist mit einer Stange 35 verbunden, die sich axial in das Sackloch 33 in Richtung zum Grund des letzteren erstreckt. Um die Stange 35 herum ist gleichachsig eine Schraubenfeder 36 angeordnet, die zwischen dem Grund des Sackloches 33 und dem Kolben 34 unter Druckvorspannung steht und den Kolben 34 nach aussen inKontakt mit der benachbarten ebenen Endfläche des Ringes 21 bzw. 22 belastet, die dem freien Ende des jeweiligen Zapfens 25 zugekehrt ist.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Synchrongetrxebes ist wie folgt.

Wenn eine direkte Antriebsübertragung zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle 2 bzw, 3 hergestellt werden soll, wird die verzahnte Hülse 17, gesehen in Fig. 1, nach links bewegt.

Vor dieser Bewegung sind die beiden Ringe 18 und 19 der Hülse 17 in Eingriff mit dem keilverzahnten Endteil 16 der Abtriebswelle 3, Die beiden Ringe 21 und 22 werden

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durch die Federn 36 auseinander belastet, so daß ihre kegelstumpfförmigen Inenflächen 23 und 24 mit den kegelstumpfförmigen Aussenflachen 12 und 15 der Ringkörper 11 und 14 zusammenwirken, jedoch mit einer Reibungskraft, die nicht ausreicht, eine Drehung des Ringes 21 zu bewirken.

Ausserdem werden unter der Wirkung der Federn 36 die A

Kolben 34 in Kontakt mit den zugekehrten Flächen der Ringe 21 und 22 gehalten, so daß der Ring 21 das Bestreben hat, den Ring 22 infolge der Reibungskräfte zwischen den Ringen 21, 22 und den Kolben 34 zur Drehung mitzunehmen. Dies hat zur Folge, daß ein Teil der Seitenfläche jedes der äusseren zylindrischen Teile 29 der Zapfen 25 in Kontakt mit der Seitenfläche der jeweiligen Bohrung 31 im Flansch 20 gebracht wird, wie in Fig. 2 dargestellt.

Bei der Bewegung der verzahnten Hülse 17 nach links gleiten daher die zusammenwirkenden Seitenflächen der Teile 30 von kegelstumpfförmiger Oberfläche der Zapfen 25, die an dem Ring 21 befestigt sind, und die kegelstumpfförmigen ausgesenkten Flächen 32 der Bohrungen aufeinander, wodurch die Zapfen 25 in den Bohrungen 31 zentriert werden und eine fortschreitend zunehmende

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axiale Belastung auf den Ring 21 ausgeübt wird. Die zunehmende axiale Belastung des Ringes 21 hat zur Folge, daß die Reibungskraft zwischen den kegelstumpfförmigen Flächen 23 und 12 des Ringes 21 und des Ringkörpers 11 zunimmt, bis die Drehung von der Antriebswelle 2 über den Ringkörper 11, den Ring 21 und die am Ring befestigten Zapfen 25 auf die verzahnte Hülse 17 übertragen wird. Die Drehgeschwindigkeit der verzahnten Hülse 17 nimmt zu, wenn sich die letztere fortschreitend nach links bewegt, bis die Hülse 17 sich mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 2 dreht.

Wenn die Drehzahl der Hülse 17 gleich derjenigen der Antriebswelle 2 ist, wird der verzahnten Hülse 17 eine weitere kleine Bewegung nach links mit Bezug auf die Antriebswelle 2 mitgeteilt, was zur Folge hat, daß der innenkeilverzahnte Ring 19 mit dem aussenkeilverzahnten Endteil 10 der Antriebswelle 2 in Eingriff kommt, während gleichzeitig die zylindrischen Innenteile 28 der am Ring 21 befestigten Zapfen 25 in die jeweiligen Bohrungen 31 des Flansches 20 der verzahnten Hülse 17 eintreten. Die keilverzahnten Ringe 19, 18 der Hülse kommen dann mit den Keilverzahnungen der Endteile 10 und 16 der Wellen 2 und 3 in Eingriff, was eine direkte Antriebsübertragung von der Antriebswelle 2 auf die Abtriebswelle 3 zur Folge hat.

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Wenn die Buchse 9 und die Abtriebswelle 3 miteinander verbunden werden sollen, um den Antrieb von der Antriebswelle 2 auf die Abtriebswelle 3 über die Zahnräder 5 und 6 der Vorgelegewelle 4 zu übertragen, wird die Hülse 17, gesehen in Fig. 1, nach rechts bewegt, wodurch aufgrund einer Folge von Bewegungen, die den vorangehend beschriebenen ähnlich sind, der Ring 22 zur Drehung angetrieben wird, bis seine Drehzahl gleich derjenigen der Buchse 9 ist, bevor der innenkeilver- Jj

zahnte Ring 18 der Hülse 17 mit der keilverzahnten Verlängerung 13 der Buchse 9 in Eingriff kommt.

Die Anordnung der federbelasteten Kolben 34 innerhalb der Zapfen 25 gewährleistet, daß unmittelbar vor jeder Bewegung der verzahnten Hülse 17 sich die Zapfen 25 in der richtigen Stellung zur Synchronisation der miteinander in Eingriff zu bringenden sich drehenden

Teile befinden. *

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen Ausfuhrungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

Patentansprüche; 109882/1248

Claims

Patentansprüche :

l.ySynchrongetriefce mit Zwangs synchronisierung von der Bauart mit freien Ringen, mit einem ersten und einem zweiten Synchronring, die auf kegelstumpfförmigen Kupplungsflächen von Elementen angeordnet sind, die Antriebsverbindung mit einem Antriebsglied und mit einem freien Glied haben, welches mit Bezug auf ein Abtriebsglied frei drehbar und durch Übertragungsmittel mit dem Antriebsglied gekuppelt ist, einer Anzahl von Zapfen, die sieh von jedem Ring axial in Richtung zum anderen Ring erstrecken und je durch eine jeweilige Bohrung in einem Kupplungselement hindurchgeführt sind, das mit dem Abtriebsglied drehbar, jedoch auf diesem axial gleitbar ist und dazu dient, durch eine axiale Bewegung das Abtriebsglied wahlweise mit dem Antriebsglied zum direkten Antrieb von diesem und mit dem freien Glied für den Antrieb über die erwähnten Übertragungsmittel zu verbinden, wobei jeder Zapfen aus einem inneren und einem äusseren zylindrischen Teil besteht, die zueinander gleichachsig und durch einen Teil von kegelstumpfförmiger Oberfläche mit·

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einander verbunden sind, welch letzterer sich zum freien Ende des Zapfens hin verjüngt, und die Bohrungen des Kupplungselements im wesentlichen eine zylindrische Form haben, deren Durchmesser gleich demjenigen des zylindrischen Innenteils der Zapfen ist und die je auf derjenigen Seite, die dem inneren Teil des jeweiligen Zapfens zugekehrt ist, eine kegelstumpfförmige ausgesenkte Fläche aufweisen, welche Zapfen sich nor- ™ malerweise in einer Ruhestellung befinden, in der sich ihre äusseren zylindrischen Teile innerhalb der erwähnten Bohrungen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zapfen (25) mit einem elastisch belasteten Reibungsorgan (34) versehen ist, das in Reibungskontakt mit dem anderen Ring (2 2) bzw. (21) als demjenigen gedrückt wird, an dem der Zapfen befestigt ist, um die beiden Ringe (21, 22) ständig in Kontakt mit den jeweiligen kegelstumpfförmigen M

Kupplungsflächen (12, 15) zu belasten, so daß der erste Ring (21) das Bestreben hat, den zweiten Ring .(2 2) zur Drehung mitzunehmen, um den äusseren zylindrischen Teil (29) jedes Zapfens (25) seitlich in Kontakt mit einem Teil der zylindrischen Fläche der jeweiligen Bohrung (31) im Kupplungselement (17) zu halten.

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2, Synchrongetrxebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrischer Hohlraum (33) innerfeaib. des äusseren zylindrischen Teils (29) jedes Zapfens (25) vorgesehen und zu diesem gleichachsig XSt₉ welcher Hohlraum an dem freien Ende des jeweiligen Zapfens (25) offen ist und das elastisch belastete Reibungsorgan (34, 35, 36) enthält.

3. Synchrongetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch belastete Reibungsorgan innerhalb jedes Zapfens (25) einen zylindrischen Kolben (34) aufweist, der in dem zylindrischen Hohlraum (33) gleitbar angeordnet ist, wobei jeder Kolben (34) teilweise aus dem jeweiligen Hohlraum (33) unter der Wirkung des elastischen Organs (36) herausragt und sich gegen eine benachbarte Fläche des Ringes (21) bzw. (22) abstützt₉ die dem freien Ende des Zapfens (25) zugekehrt ist»

4. Synchrongetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Belastungsorgan innerhalb jedes Zapfens (25) durch eine Schraubenfeder (36) gebildet wird, die innerhalb des jeweiligen zylindrischen

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Hohlraums (33) angeordnet ist und zwischen dem Grund des letzteren und dem jeweiligen Kolben unter Druckvorspannung steht, welche Feder (36) eine Stange (35) gleichachsig umgibt, die sich von dem Kolben (34·) innerhalb des Hohlraums (33) axial erstreckt.

Für: FIAT Societa per Azioni

PATENTANWALTS

MMNG. H. FIKCKE, DlPL-ING. H. BOW DIPL-IhG. S. STABGtR

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