DE2131712B2 - Synchronisiereinrichtung fuer kupplungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für Kupplungen und hat sich die Aufgabe gestellt, bei einer Hinrichtung dieser Art die Kupplungsbewegung zu erleichtern.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer bekannten (USA.-Patentschrift 3 286 801) Synchronisiereinrichtung für Kupplungen mit je einem Synchronisierring auf beiden Seiten des mit der einen Kupplungshälfte über eine Verzahnung gkitbar verbundenen Betätigungsflansches, wobei die Synchronisicrringe auf kegelstumpfförmigen Kupplungsflächen der beiden Kupplungshälften drehbar angeordnet sind, mit einer Anziihl von Zapfen, die von jedem Ring axial in Richtung zum anderen Ring je durch eine Bohrung im Bctätigungsflansch hindurchgeführt sind und aus einem inneren und einem äußeret* zylindrischen Teil bestehen, die zueinander gleich achsig und durch einen Teil von kegelstumpfförmiger Oberfläche miteinander verbunden sind, der sich zum freien Ende des Zapfens hin verjüngt, wobei die Bohrungen im Betätigungsflansch einen Durchmesser gleich demjenigen der Zapfen aufweisen und mit einer mit dem jeweiligen Zapfen korrespondierenden kegelstumpfförmig ausgesenkten Fläche versehen sind, und ist dadurch gekennzeichnet, tfaß jeder Zapfen mit einem slastisch belasteten Reibungsorgan versehen ist, da-s in Reibungskontakt mit dem anderen Synchronisierring als demjenigen angedrückt wird, an dem der Zapfen befestigt ist, um die beicen Synchronjsierringe ständig in Kontakt miteinander und mit den zugehörigen kegelstumpfförmigen Kupplungsflächcn zu halten.

In vorteilhafter Weiterentwicklung dieser Lösung kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß das elastisch belastete Reibungsorgan in einem zylindrischen, zum freien Zapfenende hin offenen Hohlraum des äußeren zylindrischen Teiles jedes Zapfens angeordnet ist. Bevorzugt ist hierbei gemäß einem weiteren Eifindungsmerkmal vorgesehen, daß das elastisch belastete Reibungsoigan einen im Hohlraum des Zapfens g'Htbaren, durch eine Feder belasteten zylindrischen Kolben aufweist, der sich gegen die benachbarte Fläche des Synchronisierringes abstützt.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen ist

Fig. 1 ein axialer Teilschnitt durch ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe mit einer Synchronisiereinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Linie II-II der Fig.l.

Das in Fig. 1 schematisch dai.^cstellte Getriebe 1 enthält eine Antriebswelle 2 und eine hierzu gleichachsige Abtriebswelle 3, die mit ihren Enden einander gegenüberliegen.

Parallel zu diesen Wellen 2 und 3 ist eine Vorgelegewelle 4 angeordnet, an deren Enden je ein Zahnrad 5 und 6 angeformt ist, die ständig im Eingriff mit einem Zahnkranz 7 stehen, der an der Antriebswelle 9 angeformt ist, ferner mit einem Zahnkranz 8, der an einer auf der Abtriebswelle 3 frei drehbar gelagerten Buchse 9 angeformt ist.

Der Zahnkranz 7 befindet sich an demjenigen En Ie der Antriebswelle 2, welches dem Ende der Abtriebswelle 3 gegenüberliegt. Zwischen dem Zahnkranz 7 und dem genannten Ende der Abtriebswelle 3 ist an der Antriebswelle 2 eine äußere Keilverzahnung 10 vorgesehen, die mit der inneren Keilverzahnung eines Ringkörpers 11 im Eingriff steht, welcher eine kegclstumpfförmige äußere Kupplungsfläclic 12 aufweist, die sich in Richtung auf das freie Ende der Antriebswelle 2 hin verjüngt.

Die Buchse 9 ist auf der Abtriebswelle 3 in der Nähe ihres freien Endes angeordnet, das dem benachbarten Ende der Antriebswelle 2 gegenüberliegt und weist eine rohrförmige gleichachsige Verlängerung 13 mit einer rußeren Keilverzahnung auf, die mit einer inneren Keilverzahnung eines Ringkörpers 14 im Eingriff steht. Der Ringkörper 14 entspricht identisch dem Ringkörper 11 und weist eine kegclstumpfförmige äußere Kupplungsfläche 15 auf, die sich in Richtung auf das freie Ende der Abtriebswelle 3 hin verjüngt.

Die Abtriebswelle 3 weist einen mit einer äußeren Keilverzahnung versehenen Endteil 16 auf, der Vieh

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vor 4er Buchse 9 erstreckt und einen Außendurchmesser gleich demjenigen der rohrförmigen Verlängerung 13 der Buchse 9 und demjenigen des auf der Keilverzahnung 10 versehenen Endes der Antriebswelle! aufweist. Die beiden einander gegenüberliegenden Endflächen der beiden Wellen 2 und 3 sind durch einen schmalen Spalt voneinander getrennt.

Auf der äußeren Keilverzahnung des Endteils 16 der Abtriebswelle 3 ist eine mit einer inneren Reilverzahnung versehene Hülse 17 axial gleitbar gehalten. Diese Hülse 17 bestehr aus zwei miteinander verbundenen gleichachsigen Ringen 18, 19, an denen die innere Keilverzahnung ausgebildet ist und die an ihrer Verbindungsstelle in einen ringförmigen äußeren Betätigungsflansch 20 übergehen, der in einer zur geineinsamen Achse der Wellen 2 und 3 senkrechten l-bene angeordnet ist.

Auf dem Ringkörper 11 bzw. 14 sind je ein Synchronring 21 bzw. 22 frei drehbar angec.dnet, die kej-eistumpfförmige innere Kupplungsflächen 23 und 24 aufweisen, die zu den kegelstumpfförmigen äußeren Kupplungsflächen 12 und 15 der Ringkörper 11 und 14 komplementär sind und mit diesen zusammenwirken.

Jeder Synchronisierring 21 und 22 ist mit einer An- ::ahl von Zapfen 25 versehen, die sich in gleichmäßiger Verteilung von jedem Ring in Richtung auf den anderen Ring hin axial erstrecken. Jeder Zapfen 25 besteht aus einem zylindrischen Teil 26, der in einer zugeordneten Bohrung 27 des Ringes 21 bzw. 22 fest verankert ist, sowie aus einem freien Schaft mit einem inneren und einem äußeren zylindrischen Teil 28 bzw. 29, die zueinander gleichachsig verlaufen und miteinander durch einen Teil 30 von kegelstumpfförmigcr Oberfläche miteinander verbunden sind, der sich zum freien Ende des Zapfens 25 hin verjüngt, wobei der äußere zylindrische Teil 29, der sich am freien Ende des Zapfens 25 befindet, einen kleineren Durchmesser hat als der innere zylindrische Teil 28. Das freie Ende des äußeren zylindrischen Teils 29 jedes Zapfens 25 weist von der ebenen Fläche des gegenüberliegenden Synchronisierringes 21 bzw. 22 einen nur geringen Abstand auf.

Jeder Zapfen 25 ist durch eine Bohrung 31 im Belätigungsflansch 20 der Hülse 17 hindurchgeführt. Jede dieser Bohrungen 31 weist eine im wesentlichen /ylindri .ehe Form und einen Durchmesser auf. der gleich demjenigen des inneren zylindrischen Teils 28 des jeweiligen Zapfens 25 ist. An ihrem dem inneren Teil 28 des jeweiligen Zapfens 25 zugekehrten Ende ist jede Bohrung 31 mit einer mit dem jeweiligen Zapfen 25 korrespondierenden kcgelstumpfförmig aiisgcscnktcn Fläche 32 versehen, die somit zu dem Teil 30 von kegelförmiger Oberfläche des betreffenden Zapfens 25 komplementär ist.

Der äußere zylindrische Teil 29 jedes Zapfens 25 weist einen inneren zylindrischen axialen Hohlraum 33 auf, der zum freien Ende des Zapfens 25 hin offen ist. Jeder Hohlraum 33 nimmt einen zylindrischen Kolben 34 gleitbar in sich auf. Der Kolben 34 ist mit einem 2'.apfcn 35 verbunden, der sich axial in den Hohlraum 33 hinein erstreckt. Jeder Zapfen 35 ist von einer Schraubenfeder 36 umfaßt, die sich zwischen dem Grund des Hohlraumes 33 und dem Kolben 34 unter Vorspannung abstützt und den Kolben 34 nach außen zur Berührung mit der ebenen Fläche des gegenüberliegenden Synchronisierringes 21 bzw. 22 ft rückt.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Synchronisiereinrichtung ift folgende: Wenn eine direkte Antriebsübertragung zwischen der Antriebs- und der AbtriebsweHe 2 bzw. 3 hergestellt werden soll, wird die Hülse 17 mit dem Betätigungsflansch 20, geterjen in F i g, 1, nach links verschoben. Dabei befinden sich die beiden Synchronisierringe 21 und 22 zunächst durch die Federn 36 voneinander weggedrückt, so daß ihre kegelstumpfförmigen inneren Kupplungsflächen 23 und 24 mit den kegelstumpfförmigen äußeren Kupplungsflächen 12 und 15 der Ringkörper 11 und 14 zusammenwirken, jedoch mit einer Reibungskraft, die nicht ausreicht, eine Drehung des Synchronisierringes 21 zu bewirken.

Unter der Wirkung der Federn 36 werden die Kolben 34 mit den zugekehrten Flächen der Synchronisierringe 21 und 22 in Berührung gehalten, so daß der Ring 21 das Bestreben ΉΛ, den Ring 22 infolge der Reibungskräfte zwischen btiden Ringen 21, 22 und den Kolben 34 zur Drehung mitzunehmen. Dies hat zur Folge, daß ein Teil der Seitenfläche jedes äuße-en zylindrischen Teils 29 der Zapfen 25 mit der Seitenfläche der jeweiligen Bohrung 31 im Betätigungsflansch 20 in Berührung gebracht wird (Fig. 2).

Bei einer Verschiebung der Hülse 17 nach links in F i g. 1 gleiten daher die zusammenwirkenden Seitenflächen der Teile 30 von kegelstumpfförmiger Oberfläche derjenigen Zapfen 25, die an dem Synchronisierring 21 befestigt sind, und die kegelstumpfförmigen ausgesenkten Flächen 32 der Bohrungen 31 im Betätigungsflansch 20 aufeinander, wodurch die Zapfen 25 in diesen Bohrungen 31 zentriert werden und eine fortschreitend zunehmende axiale Belastung auf den Synchronisierring 2.1 ausgeübt wird, was zur Folge hat, daß die Reibungskraft zwischen den kegelstumpfförmigen Flächen 23 und 12 des Synchronisierringes 21 und des Ringkörpers U zunimmt, bis die Drehung von der Antriebswelle 2 über den Ringkörper 11, den Synchronisierring 21 und die an diesem Ring befestigten Zapfen 25 auf die Hüisc 17 übertragen wird. Die Drehgeschwindigkeit der Hülse 17 nimmt, wenn sich letztere fortschreitend nach links in F i g. 1 bewegt, so lange zu, bis sich die Hülse 17 mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 2 dreht.

Wenn die Drehzahl eier Hülse 17 gleich derjenigen der Antriebswelle 2 ist, wird der Hülse 17 eine weitere kleine Bewegung mit Bezug auf die Antriebswelle 2 nach links in F i g. 1 mitgeteilt, was zur Folge hat. daß die innere Keilverzahnung des Ringes 19 mit der äußeren Keilverzahnung 10 der Antriebswelle 2 in Eingriff kommt, während gleichzeitig die inneren zylindrischen Teile 28 der am Synchronisierring 21 befestigten Zapfen 25 in die zugeordneten Bohrungen 31 des Bctätigungsflanschcs 20 an der Hülse 17 eintreten. Die Keilverzahnungen der Ringe 19. 18 der Hülse 17 kommen dann mit den Keilverzahnungen 10 und 16 d;r Wellen 2 und 3 in Eingriff, was eine direkte Antriebsübertragung von der Antriebswelle 2 auf die AbtriebsweHe 3 zur Folge hat.

Wenn die Buchse 9 und die AbtriebsweHe 3 miteinander verbunden werden sollen, um den Antrieb von der Antriebswelle 2 auf die AbtriebsweHe 3 über die Zahnräder 5 und 6 der Vorgclcgewellc 4 zu übertragen, dann wird die Hülse 17 in F i g. 1 nach rechts bewegt, wodurch auf Grund einer Folge von Bewegungen, die den vorangehend beschriebenen ähnlich

sind, der Synchronisierring 22 zur Drehung angetrieben wird, bis seine Drehzahl gleich derjenigen der Buchse 9 ist, bevor die innere Keilverzahnung des Ringes 18 der Hülse 17 mit der äußeren Keilverzahnung der Verlängerung 13 der Buchse 9 in Eingriff kommt.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Synchronisiereinrichtung für Kupplungen mit je einem Synchronisierring auf beiden Seiten des mit der einen Kupplungshälfte über eine Verzahnung gleitbar verbundenen Betätigungsflansches, wobei die Synchronisierringe auf kegelstumpfförmigen Kupplungsflächen der beiden Kupplungshälften drehbar angeordnet sind, mit einer Anzahl von Zapfen, die von jedem Ring axial in Richtung zum anderen Ring je durch eine Bohrung im Betätigungsflansch hindurchgeführt sind und aus einem inneren ühd einem äußeren zylindrischen Teil bestehen, die zueinander gleichachsig und durch einen Teil von kegelstumpfförmigei Oberfläche miteinander verbunden sind, der sich zum freien Ende des Zapfens hin verjüngt, wobei die Bohrungen im Betätigungsflansch einen Durchmesser gleicn demjeni- ao gen der Zapfen aufweisen und mit einer mit dem jeweiligen Zapfen korrespondierenden kegelstumpfförmig ausgesenkten Fläche versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zapfen (25) mit einem elastisch belasteten Rei- as bungsorgan (34, 35, 36) versehen ist, das in Reibungskontakt nvt dem anderen Synchrcnisierring (22; 21) als demjenigen angedrückt wird, an dem der Zapfen befestigt ist, um die oeiden Synchronisierringe ständig in Kontaicl miteinander und mit den zugehörigen kegelstumpfformigen Kupplungsflächen (12,15) zu halten.

2. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch belastete Reibungsorgan (34, 35, 36) in einem zylindrischen, zum freien Zapfenende hin offenen Hohlraum (33) des äußeren zylindrischen Teiles (29) jedes Zapfens (25) angeordnet ist.

3. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch belastete Reibungsorgan einen im Hohlraum (33) des Zapfens (25) gleitbaren, durch eine Feder (36) belasteten zvlindrischcn Kolben (34) aufweist, der sich gegen die benachbarte Fläche des Synchronisierringes (21; 22) abstützt.