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Gangschalt- und Synchronisiereinrichtung für Kraftfahrzeuggetriebe
Die Erfindung betrifft eine Gangschalt- und- Synchronisiereinrichtung für Kraftfahrzeuggetriebe
mit einem Synchronring, der durch eine auf einer Verzahnung eines sich drehenden
Muffenträgers verstellbare Schiebemuffe in Reibungseingriff mit einer Kegelfläche
eines mit dem Muffenträger zu-kuppelnden Zahnrades bringbar ist. Dies geschieht
mit-Hirfevon Sperrstücken, die in der Verzahnung zwischen Muffenträger und Schiebemuffe
sich in der Umfangsrichtung abstützen, in ungeschalteter Stellung der Einrichtung
in axialer Richtung in der Schiebemuffe verrastet sind und während des Schaltvorganges
gegen den Synchronring anliegen. Dabei ist die Verdrehbarkeit des Synchronringes
gegenüber der Schiebemuffe durch mit dem Muffenträger in Verbindung stehende Anschläge
derart begrenzt, daß ein in der Schaltrichtung
auf die Schiebemuffe
folgender Zahnkranz des Synchronringes die Schiebemuffe gegen das Einrücken in eine
Kupplungsverzahnung des zu kuppelnden Zahnrades bis zur Synchronisation sperrt.
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Bei einer derartigen, bekannten Konstruktion für die wahlweise Synchronisierung
zweier nebeneinander angeordneter und eine gemeinsame Mittellinie aufweisender Zahnräder
gemäß der deutschen Patentschrift 935 768 ist der Muffenträger, dessen Breite mit
der der Schiebemuffe übereinstimmt, mit der gesamten Länge seiner Verzahnung zwischen
zwei Synchronringen vorgesehen, und die Verdrehbarkeit der Synchronringe gegenüber
der Schiebemuffe ist dadurch bewerkstelligt, daß die axial verschieblichen Sperrstücke
an ihren Enden radial nach der Mittellinie der Einrichtung zu umgebogene Teile besitzen,
die stirnseitig an den Synchronringen angebrachte, radiale Aussparungen mit in der
Umfangsrichtung vorhandenem Spiel hineinragen. Diese Konstruktion baut aus zweierlei
Gründen in der Achsrichtung zu lang. Einerseits muß die Muffenträger-Schiebemuffeeinheit
verhältnismäßig breit sein, um der Schiebemuffe eine sichere Halterung zu gewährXisten,
wenn sie in der geschalteten Stellung einseitig über den Muffenträger hinausragt,
um den Zahnkranz des Synchronringes und die Kupplungsverzahnung des zu kuppelnden
Zahnrades zu erfassen. Zum anderen muß die notwendige Reibungsfläche der Synohronringe
durch eine entsprechende axiale Breite geschaffen werden, da der mittlere Durchmesser
der kegeligen Reibungsflächen verhältnismäßig klein gehalten werden muß, damit ausreichendes
Material für die radial in die Synchronringe hineinragenden Enden der Sperrstücke
vorhanden ist.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die eingangs genannte Gangschalt-
und Synchronisiereinrichtung unter Wahrung der
Punktionssicherheit
in der Achsrichtung kürzer zu bauen.
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Die Erfindung besteht darin, daß die die Verdrehbarkeit des Synchronringes
begrenzenden Anschläge aus in zahnlose Bereiche des Zahnkranzes des Synchronringes
gruppenweise hineinragenden Zähnen des Muffenträgers bestehen. Dabei weist zweckmäßig
das zu kuppelnde Zahnrad an der der Schiebemuffe zugekehrten, die Enden der Kupplungszähne
einschlie-Benden Seite eine Ringnut auf, in die die Kegelflächen ausläuft und der
Synohronring mit seinem entsprechenden Teil hineinragt.
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Es ist zwar durch die deutsche Patentschrift 1 065 282 bekannt, die
Zähne des Muffenträgers zwecks Begrenzung der Verdrehbarkeit des Synchronringes
gruppenartig auszubilden und in die so entstandenen Lücken die ebenfalls gruppenweise
zusammengefaßten Zähne des Synchronringes radial hineinragen zu lassen. Bei dieser
Konstruktion wird jedoch die Rolle der Sperrstücke, die ja innerhalb der Schiebemuffe
angeordnet sein können, von gesonderten Ringen übernommen, die neben der Schiebemuffe
angeordnete Zähne aufweisen. Dadurch vergrößert sich aber die Länge der Einrichtung
in der axialen Richtung. Hinzu kommt, daß diese gesonderten Ringe, die beidseitig
in die Schiebemuffe hineinragen, selbst nicht schmal gehalten werden können, da
sie sich verkanten würden, wenn die Schiebemuffe über sie in die neutrale Stellung
zurückgezogen wird.
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Demgegenüber zeichnet sich die Einrichtung gemäß der Erfindung durch
eine extrem kurze Bauweise aus, durch die die Gesamtlänge des Kraftfahrzeuggetriebes
und damit auch das Gewicht verringert werden kann. Denn die Schiebemuffe kann schmal
gebaut werden, ohne davor zu fürchten, daß sie in der geschalteten Stellung seitlich
kippt. Die in den Zahnkranz
des Synchronringes hineinragenden Zähne
des Muffenträgers verleihen nämlich der Schiebemuffe einen ausreichenden Halt. Dadurch,daM
diese'Zähne die Verdrehbarkeit des Synchronringes begrenzen, kann auf eine entsprechende
Funktion der Sperrstücke verzichtet werden. Das bedeutet dann, daß die radial nach
innen ragenden Enden der Sperrstücke entfalin und keine Material stärke des Synchronringes
in dieser Richtung benötigt wird. Dies führt wiederum zu der Vergrößerung des mittleren
Durchmessers der Reibungsfläche des Synchronringes, so daß derselbe bei dem Stand
der Technik gegenüber gleich großer Reibungsfläche in axialer Richtung ebenfalls
schmaler gebaut werden kann.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen Figur 1 einen Querschnitt durch eine Gangschalt- und Synchronisiereinrichtung
für zwei Gänge und Figur 2 einen Muffenträger und einen Synchronring auseinandergezogen
in perspektivischer Darstellung.
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Mit 1 ist eine Getriebewelle bezeichnet, auf der zu kuppelnde Zahnräder
2 und 3 frei drehbar auf Büchsen 4 und 5 gelagert sind. Zwischen den Zahnrädern
2 und 3 sitzt fest mit der Getriebewelle 1 verbunden ein mit Außenverzahnung 6 versehener
Muffenträger 7. In der Außenverzahnung 6 ist eine Schiebemuffe 8 axial verschiebbar
gelagert, zu dem Zweck, eine Kupplung zwischen den mit einer entsprechenden Kupplungsverzahnung
9 versehenen Zahnrädern 2 oder 3 herzustellen. Zum
Zwecke der Rerstellung
eines Gleichlaufs zwischen den Zahnrädern 2 oder 3 einerseits und der Schiebemuffe
8 andererseits ist in an sich bekannter Weise ein mit einer kegeligen Reibungsfläche
versehener Synohronring 10 vorgesehen, welcher durch die Schiebemuffe 8 auf eine
Kegelfläche 11 des Zahnrades 2 oder 3 vorgeschoben wird und dem Zahnrad 2 bzw.
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3 die Drehzahl der Getriebewelle 1 aufdrückt, da er durch Vorsprünge
12 der Verzahnung 6, deren Zähne gruppenweise angeordnet sind, mit dem Muffenträger
7 in der Drehrichtung gekuppelt ist.
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Diese Vorsprünge 12 sitzen, wie insbesonddre die Figur 2 zeigt in
zahnlosen Bereichen 1-3 eines Zahnkranzes 14 am Synchronring 10. Die Verzahnung
in der Schiebemuffe 8 entspricht der Verzahnung des Zahnkranzes 14 des Synchronringes
70, sie ist allerdings im Bereich der andersarteigen Verzahnung 6 des Muffenträgers7
unterbrochen und dieser Verzahnung 6 angepaßt. Die Zähne der Verzahnung 14, die
neben der Schiebemuffe 8 angeordnet sind, haben nach der Seite dieser Schiebemuffe
8 zu dieselben Abschragungen wie die Zähne der Schiebemuffe. Die zahnlosen Bereiche
13 des Synchronringes 10 sind nun so bemessen, daß sie dem Synchronring 10 ein Verdrehspiel
von etwas weniger als einer vollen Zahnteilung gestatten. In den Endstellungen dieses
Verdrehspiels stehen dabei die Zähne des Zahnkranzes 14 geringfügig neben den Zähnen
der Schiebemuffe 8.
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In den Zahnlücken der Verzahnung 6 des Muffenträgers 7 sind noch drei
flachstabförmige Sperrstücke 15 vorgesehen, die gleichmäßig am Umfang verteilt sind
und mittels eines in einer Nut um den Muffenträger 7 gespannten Fcderrin16 gegen
Zahnköpfe in der Schiebemuffe 8 gedrückt sind und in
der neutralen
Stellung der Synchronisiereinrichtung dort in axialer Richtung verrastet sind. Die
Sperrstücke 15 haben die Aufgabe, den Synchronring 10 beim Verschieben der Schiebemuffe
8 anzufahren und ihn gegenüber der Schiebemuffe 8 vorübergehend in Sperrstellung
zu bringen, in der Begrenzungen der zahnlosen Bereiche 13 gegen die Vorsprünge 12
der Verzahnung 6 des Muffenrägers 7 anschlagen.
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Ein erwähnenswertes Merkmal der Konstruktion ist noch, daß die Kegelfläche
11 des Zahnrades 2 bzw. 3 in eine Ringnut 17 ausläuft, die die Kupplungsverzahnung
9 in axialer Richtung unterschneidet. In diese Ringnut 17 ragt nun der Synchronring
10 mit einem einen Teil seiner Reibungsfläche aufweisenden Bereich 18 hinein. So
kommt er dichter an dem Zahnrad 2 bzw. 3 zu liegen.
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In Figur i'ist die Schiebemuffe 8 in der mittleren Stellung, im ausgekuppelten
Zustand dargestellt. Wird die Schiebemuffe 8 zum Zweck des Einschaltens eines Ganges
nach einer Seite verschoben, so nimmt sie die Sperrstücke 15 zunächst mit, bis diese
auf den Synchronring 10 treffen, letzteren auf die Kegelfläche 11 des Zahnrades
2 bzw. 3 aufschieben und ihn dort in der vorher beschriebenen Weise gegenüber der
Schiebemuffe 8 in Sperrstellung bringen. Beim Erreichen des Gleichlaufs wird dann
in an sich bekannter Weise mit Hilfe der Abschrägung an den Zähnen der Schiebemuffe
8 und an den Zähnen des Synchronringes 10 der Synchronring verdreht, und die Schiebemuffe
kann bei gleichzeitigem Uberspringen der Sperrstücke 15 durch den Zahnkranz 14 des
Synchronringes 10 hindurchtreten und mit der Kupplungsverzahnung 9 eines der Zahnräder
2 oder 3 in Eingriff kommen.