DE2141261A1

DE2141261A1 - Mechanisch synchronisiertes schaltgetriebe

Info

Publication number: DE2141261A1
Application number: DE19712141261
Authority: DE
Inventors: Jun Peter Boch
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1971-08-18
Filing date: 1971-08-18
Publication date: 1973-02-22

Description

Mechanisch synchronisiertes Schaltgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein mechanisch synchronisiertes Schaltgetriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Gleichlaufkörper, mehreren in diesem gelagerten Schaltsteinen und einer in jedem derselben gefiihrten Kugel, die unter dem Druck einer Feder in eine in einer Schiebemuffe angeordnete, mit abgeschrägten Wänden versehene Synchronnute eingreift und dadurch beim willkürlichen Verschieben der Schiebemuffe den Schaltstein in Richtung auf einen mit einem Konus auf einen Gegenkonus eines Zahnrades geschobenen Synchronring zu verschiebt, der mit einer Kurzverzahnung die Synchronisierung mit dem gänzlichen Aufschieben der Schiebemuffe auf eine Kurzverzahnung des Zahnrades durch Verzahnungskupplung zwischen dem mit der Antriebswelle gekuppelten Gleichlaufkörper über die Innenverzahnung der Schiebemuffe und dem Zahnrad beendet.
Bei den Schaltgetrieben dieser Art wurde der eingelegte Gang gegen Herausspringen dadurch gesichert, daß Zahnteile der Kurzverzahnung der Zahnräder und der Schiebemuffe hinterschnitten waren und die hinterschnittenen Flächen gegeneinander zur Anlage gebracht wurden. Diese Art der Gangsicherung ist lastabhangig und daher gegenüber hohen Fahrwerksbelastungen empfindlich. Bei hohen Fahrwerksbelastungen, beispielsweise auf holprigen Straßen, insbesondere dann, wenn ein Rad einmal leerläuft, können die Gänge leicht herausspringen, da die hinterschnittenen Schrägflächen nur dann eine Gangsicherung abgeben, wenn sie unter Last fest gegeneinander gedrückt werden.
Aufgabe der Erfindung ist e-s, die Nachteile der bekannten Getriebe zu vermeiden und eine Gangsicherung zu erstellen, die lastunabhängig ist und die möglichst einfach hergestellt werden kann.
Diese Aufgaben werden durch die Erfindung dadurch gelöst, daß in der Schiebemuffe zu beiden Seiten der Synchronnute an der Stelle, an der die Kugel bei eingelegtem Gang an der Innenverzahnung der Schiebemuffe anliegt, eine Ausnehmung als Raste für die Kugel vorgesehen ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Ausnehmung als Ringnut ausgebildet sein. Weiterhin kann der axiale Querschnitt der Ausnehmungen die Form eines Trapezes mit zur Achse hin divergierenden Schenkel flächen aufweisen. Der axiale Querschnitt der Ausnehmungen kann jedoch auch die Form eines der Kugel angepaßten Kreises aufweisen.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der folgenden Beschreibung näher erläutert, der auch weitere Einzelheiten der Erfindung entnommen werden können. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil eines Getriebes mit der Antriebswelle, Fig. 2 einen Axialschnitt durch einen Teil eines in einer Schiebemuffe montierten Gleichlaufkörpers Fig. 3 (illen Axiellschnitt durch den Gleichlaufkörper, Fig. 4 in vergrößertem Maßstab einen Axialschnitt durch einen Teil der Schiebemuffe gemäß der Erfindung.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten mechanisch syncronisierten Schaltgetriebe ist die Antriebswelle 1 mit einem Gleichlaufkörper 2 durch eine Verzahnung 3 drehfest verbunden.
Im Gleichlaufkörper sind um 1200 versetzt zueinander Aus sparungen 4 mit Schultern vorgesehen, in denen ein Schaltstein 5 so eingesetzt werden kann, daß er in bestimmten Grenzen in Achsrichtung Verschiebungen gegenüber dem Gleichlaufkörper und einer Schiebemuffe 13 ausführen kann. Bei diesen Verschiebungen drückt der Schaltstein gegen vorspringende Nasen 6 an Synchronringen 7, wodurch auch diese in Achsrichtung verschoben werden. Jeweils in die Mitte der Aussparungen 4 des Gleichlaufkörpers 2 sind Vertiefungen 8 eingebohrt, in die jeweils eine auf Druck beanspruchbare Schraubenfeder 9 eingelegt ist, die eine Kugel 11 in eine Synchronnut 12 drückt, die in der Schiebemuffe 13 vorgesehen ist.
Die Schiebemuffe 13 ist mit einer Innenverzahnung 14 versehen, mit der sie in eine entsprechende Außenverzahnung 14a des Gleichlaufkörpers 2 eingreift und nach einer Verschiebung in Achsrichtung Kurzverzahnungen 15 und 16 am Synchronring und einem Zahnrad 17 übergreift.
Zur Schaltung des Getriebes wird die Schiebemuffe 13 in Axialrichtung nach einer Seite verschoben, so daß der Schaltstein 5 zunächst über die Nase 6 den Synchronring in derselben Richtung verschiebt, so daß er mit seiner konischen Schrägfläche 18 auf der entsprechenden konischen Schrägfläche des Zahnrades 17 aufläuft und dadurch wie eine Kupplung wirkend allmählich die Geschwindigkeit des Zahnrades 17 der des Synchronringes 7 angleicht. Diese Bewegung des Schaltsteines 5 wird eingeleitet durch die eine schräge Wand 19 der Synchronnut 12, an die sich bei Verschiebung der Schiebemuffe 13 die Kugeln 11 anlegen.
In der letzten Phase der Vergleichmäßigung der Geschwindigkeiten zwischen dem Gleichlaufkörper 2 und dem Synchronring 7 greift die Verzahnung 14 der Schiebemuffe 13 über die zur Schiebemuffe hin konisch zulaufende Kurzverzahnung 15 des Synchronringes 7 und kuppelt dadurch den Gleichlaufkörper 2 mit dem Synchronring 7. Bei weiterer Verschiebung der Schiebemuffe 13 in der vorgesehenen Richtung greift die Verzahnung 14 derselben auch über die Kurzverzahnung 16 des Zahnrades 17 und kuppelt somit dieses mit dem Gleichlaufkörper.
Die Kugeln 11 sind bei der Bewegung der Schiebemuffe 13 aus der Synchronnut 12 herausgetreten und schnappen beim Ubergreifen der Verzahnung 14 der Schiebemuffe 13 über die Kurzverzahnung 16 des Zahnrades 17 in die Ausnehmungen 21 in der Verzahnung 14 der Schiebemuffe ein. Der eingelegte Gang ist durch die Einrastung der Kugeln 11 somit gesichert.
Die Ausnehmungen 21 können, wie in Fig. 4 dargestellt, rechteckig, sie können aber auch wie die Synchronnuten 12 in der Form eines Trapezes oder Dreiecks mit zur Achse hin divergierenden Schenkelflächen ausgebildet sein. Außerdem können sie, der Kugel angepaßt, halbkreisförmig ausgebildet sein. Anstatt an der Stelle der Einrastung lediglich Ausnehmungen vorzusehen, können vorzugsweise dann, wenn es aus fertigungstechnischen Gründen einfacher ist, ringförmige Nuten vorgesehen werden, die im Querschnitt dieselben Formen wie die beschriebenen Ausnehmungen aufweisen.
Die durch in die Ausnehmungen 21 eingerasteten Kugeln 11 hervorgerufene Sicherung kann nur durch eine axiale Rückbewegung der Schiebemuffe 13 wieder gelöst werden. Die zur Lösebewegung notwendigen Kräfte werden durch die Winkel bestimmt, die die zur Achse hin divergierenden Schenkelflächen der Ausnehmungen 21 aufweisen, und die Tiefe, die die Ausnehmungen haben Damit kann durch entsprechende Formgebung jeder notwendige und gewünschte Widerstand gegen das Herausspringen der Gänge realisiert werden. Während Gänge bei früher bekannten Gangsicherungen, die durch Hinterschneidung von Zähne teilen an der Schiebemuffe und an der Kurzverzahnung des Zahnrades hervorgerufen worden sind, bei hohen Fahrwerksbelastungen leicht herausspringen konnten, kann die Gangsicherung beim Anmeldungsgegenstand nur durch die Bewegung der Schiebemuffe gelöst werden. Die Innenverzahnung der Schiebemuffe und die Kurzverzahnung am Zahnrad haben keinen Einfluß mehr auf die Funktion der Gangsicherung, so daß die bisher übliche schräge Hinterschneidung eines Teils dieser Zähne wegfallen kann. Die Erfindung erlaubt also, die schwer herzustellende Hinterschneidung oder hinterlegung von Zahnteilen an der Kurzverzahnung der Zahnräder und der Schiebemuffe wegzulassen. Diese Weglassung erlaubt in weiterer Folge, die hierbei beteiligten Zahnräder schwächer zu dimensionieren oder sie stärker zu belasten.
Der Konstruktions- und Fertigungsaufwand, der zum Gegenstand der Erfindung führt, ist gering. Alle Konstruktionen mit radial wirkenden Federelementen, wie Kugeln, Bolzen oder dgl.
lassen sich in einfacher Weise auf die erfindungsgemäße Gangsicherung umrüsten.
Die beiden gesicherten Stellungen der Schiebemuffe 13 nach ihrer Verschiebung nach der einen oder anderen Seite sind in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt.

Claims

Ansprüche

1. Mechanisch synchronisiertes Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Gleichlaufkörper, mehreren in diesem gelagerten Schaltsteinen und einer in jedem derselben geführten Kugel, die unter dem Druck einer Feder in eine in einer Schiebemuffe angeordnete, mit abgeschrägten Wänden versehene Synchronnut eingreift und dadurch beim willkürlichen Verschieben der Schiebemuffe den Schaltstein in Richtung auf einen mit einem Konus auf einen Gegenkonus eines Zahnrades geschobenen Synchronring zu verschiebt, der mit einer Kurzverzahnung die Synchronisierung mit dem gänzlichen Aufschieben der Schiebemuffe auf eine Kurzverzahnung des Zahnrades durch Verzahnungskupplung zwischen dem mit der Antriebswelle gekuppelten Gleichlaufkörper über die Innenverzahnung der Schiebemuffe und dem Zahnrad beendet, durch gekennzeichnet, daß in der Schiebemuffe (13) zu beiden Seiten der Synchronnut (12) an der Stelle, an der die Kugel (11) bei eingelegtem Gang an der Innenverzahnung (14) der Schiebemuffe (13) anliegt, eine Ausnehmung (21) als Raste für die Kugel (11) vorgesehen ist.

2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (21) als Ringnut ausgebildet ist.

3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Querschnitt der Ausnehmungen (21) die Form eines Dreiecks oder Trapezes mit zur Achse hin divergierenden Schenk ei flächen ufwei st.

Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Querschnitt der Ausnehmungen (21 die Form eines den Kegeln (11) augepaßten Halbkreises auf weist.