DE2420206A1

DE2420206A1 - Synchronisiereinrichtung fuer zahnraederschaltgetriebe

Info

Publication number: DE2420206A1
Application number: DE2420206A
Authority: DE
Inventors: Gerold Bieber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1974-04-26
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1975-11-13
Also published as: FR2268986A1; IT1035474B; SE413543B; DE2420206B2; PL97232B1; GB1502346A; YU93175A; DE2420206C3; YU36557B; SE7807692L; SE7504830L; FR2268986B1

Description

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft Friedrichshafen

Synchronisiereinrichtung für ZahnräderSchaltgetriebe

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für Zahnräderschaltgetriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Stand der Technik:

Durch die DT-OS 1 555 158 ist eine Synchronisiereinrichtung bekannt geworden, bei der zwei Reibringe untereinander mit blattfederähnlichen Knickfedern verbunden sind, die beim Schalten durch die Schiebemuffe eingeknickt werden und sich dabei verkürzen. Diese Anordnung soll Schaltwiderstände vermindern und ist nur für Anwendungsfälle mit zwei Reibringen geeignet.

In der DT-PS 1 278 853 ist eine Synchronisiereinrichtung beschrieben, bei der an jedem Reibring ein Blechkranz mit federnden Zungen befestigt ist, wobei die Zungen in der Nähe der Enden wulstartig ausgebildet sind und versetzt durch Öffnungen der Schiebemuffe hindurchgreifen.

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Bei dieser bekannten Anordnung haben die Reibringe keine Kupplungsverζahnung und zur Sperrung der Bewegung der Schiebemuffe vor Eintritt des Gleichlaufs sind die Zungen mit Schrägen versehen, die mit den Rändern der Öffnungen der Schiebemuffe zusammenwirken. Die Wülste der federnden Zungen wirken ebenfalls mit den Rändern der öffnungen der Schiebemuffe zusammen. Infolge der Vielzahl der notwendigen Öffnungen der Schiebemuffe und die Notwendigkeit, deren Ränder beiderseits anzuschrägen, ist die Herstellung der Schiebemuffe bei dieser bekannten Anordnung sehr aufwendig und schwierig.

Aufgabe und Lösung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Synchronisiereinrichtung mit geringstmöglichem Herstell- und Montageaufwand zu schaffen, bei gleichzeitiger Dämpfung von Drehschwingungen der begrenzt zueinander verdrehbaren Teile. Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den in den Ansprüchen 1 oder 2 angegebenen Merkmalen.

Der Blechkranz mit den federnden Zungen läßt sich bei entsprechender Maschinenausstattung rationell in einem einzigen Stanzarbeitsgang erzeugen und als ein

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Teil einfach, ζ. B. durch Nietung, an der Schiebemuffe oder am Reibring befestigen. Eine umlaufende Rille zur Übertragung einer begrenzten Axialkraft von der Schiebemuffe auf den Reibring ist nur an einem von diesen beiden Teilen notwendig und läßt sich meist mit geringen Kosten erzeugen, da diese Teile ohnehin spanabhebend bearbeitet werden. Schiebemuffe und Reibring stehen über dem Blechkranz mit Federzungen in Verbindung und lassen sich sehr einfach durch axiales Ineinanderschieben montieren. Die Synchronisierung beansprucht in axialer Richtung nur so wenig Platz, wie durch die axiale Breite der Schaltgabel zuzüglich deren Verschiebewege ohnehin notwendig ist.

Eine besonders günstige Ausführungsform ergibt sich, wenn die federnden Zungen zugleich zur Begrenzung der Drehbewegung jedes Reibringes relativ zur Schiebemuffe in der Sperrstellung ausgebildet ist. Dies kann durch entsprechende Anschläge an den Reibringen bzw. der Kupplungsmuffe geschehen, deren Lage auf die Breite der Federzungen in Umfangsrichtung abgestimmt ist.

Die Synchronisiereinrichtung und der die federnden Zungen tragende Blechring können so gestaltet sein, daß die Enden der Federzungen entweder nach außen oder nach

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innen drücken. Im ersten Fall erhält das damit zusammenwirkende Teil eine innenliegende Rille und in bezug auf die Rastkräfte ist zu berücksichtigen, daß sich die Fliehkräfte der Zungen bei umlaufender Kupplung zur elastischen Vorspannkraft der Zungen addieren. Im zweiten Fall gilt das Gegenteil, d. h., das zusammenwirkende Teil erhält eine äußere Rille und die Fliehkräfte vermindern die Rastkräfte. In allen Fällen bewirken die Vorspannkräfte der federnden Zungen eine Dämpfung von Drehschwingungen, wodurch Kapppergeräusche vermieden und die Verdrehanschläge der Reibringe relativ zur Schiebemuffe geschont werden.

Die Rillen können so breit gehalten sein, daß stets nur eine Flanke der Rille, gleichbedeutend mit einer Stufe in der Umlaufkontur, an der federbelasteten Rastung beteiligt ist.

Zum Anbringen einer Rille zur Anlage der federnden Zungen eignen sich ohne weiteres auch Verzahnungsbereiche, sofern die Breite der federnden Zungen in Umfangsrichtung entsprechend breiter als die Zahnlücken ist.

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Erläuterung der Erfindung:

Die Erfindung wird anhand einiger schematischer Ausführungsbeispiele erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Synchronisiereinrichtung mit zwei Reibringen und zwei an der Schiebemuffe befestigten Blechkränzen, deren federnde Zungen radial nach innen drücken, mit Drehwegbegrenzung der Reibringe durch die Zungen,

Fig. 2 einen Schnitt quer zur Hauptachse durch den Blechkranz der Synchronisiereinrichtung nach Fig. 1 im Bereich der Zungen, wobei Anschläge an den Reibringen als Drehwegbegrenzung durch die Zungen sichtbar sind,

Fig. 3 zeigt eine Teilansicht der Synchronsiereinrichtung nach Fig. 1, und zwar eine Draufsicht von Fig. 1,

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Fig. 4 eine Synchronisiereinrichtung mit zwei Reibringen und zwei an der Schiebemuffe befestigten Blechkränzen, deren federnde Zungen nach außen drücken, mit Drehwegbegrenzung der Reibringe durch die Zungen,

Fig. 5 einen Schnitt quer zur Hauptachse der Synchronisiereinrichtung nach Fig. 4 entlang der Linie V-V durch den Blechkranz der im Bereich der Zungen, wobei Durchbrüche an den Reibringen zum Durchgreifen der Zungen sichtbar sind, die gleichzeitig als Drehwegbegrenzung dienen,

Fig. 6 eine Teilansicht der Schiebemuffe und eines Blechringes der Synchronisiereinrichtung und zwar als Draufsicht der Fig. 4,

Fig. 7 eine Synchronisiereinrichtung mit zwei Reibringen und zwei Blechkränzen, die an den Reibringen befestigt sind und in federnde Zungen nach außen drücken.

Die Synchronisiereinrichtung nach Fig. 1 bis 3 besteht aus einer drehfest, aber axial verschiebbar mit einer Getriebewelle 3 verbundenen Schiebemuffe, die in diesem

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Fall aus einem Profilring 4 und einem Schiebering 11 zusammengesetzt ist, wobei* der Profilring 4 beiderseits außen Kupplungsverzahnungen mit abgeschrägten Übergangsflachen aufweist, mit denen die Schiebemuffe wahlweise mit einem ersten Zahnrad 1 oder einem zweiten Zahnrad 2 verbunden werden kann. Ferner besteht die Synchronisiereinrichtung aus je einem Reibring 5 und je einem Blechkranz 6 mit einer Anzahl federnder Zungen 10 für jedes Zahnrad (1 und 2), die beiderseits am Schiebering befestigt, z. B. angenietet, sind und zugleich die Seitenführung der Schaltgabel bewirken. Die Reibringe besitzen an der Außenseite eine Rille 2, in welcher die geformten Enden der Zungen 10 mit Vorspannung anliegen. In Fig. 1 ist die Schaltmuffe 4, 11 in der Leerlaufstellung gezeichnet. Beim Einleiten der Schaltbewegung, beispielsweise in Richtung des Zahnrades 1, bewegen sich die Schaltmuffe 4, 11 und die Blechkränze 6 sowie die Reibringe 5, die von den Blechkränzen 6 gehalten werden, im Rahmen eines geringen Spiels auf das Zahnrad 1 zu, bis die kegeligen Reibflächen von Reibring 5 und Zahnrad 1 anliegen. Bei weiterer Verschiebung gleiten die federnden Zungen 5 aus der Rille 2 des zum Zahnrad 1 zugeordneten Reibringes heraus, wobei die federnden Zungen entgegen ihrer Verspannkraft radial nach außen gedrückt werden. Hierzu ist die Überwindung einer vorbestimmten, durch Anzahl und Ausbildung der Federzungen

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sowie durch die Rillenform· bedingten Widerstandskraft notwendig, die sich als axiale Anpreßpraft von den Federzungen 10 auf den Reibring 5 und von dort über die Reibflächen überträgt, wodurch vor Eintritt des Gleichlaufes ein bestimmtes Reibmoment· auf den Reibring ausgeübt wird, das diesen in die Sperrstellung verdreht. Die Rückdrehung des Reibringes 5 aus der Sperrstellung in die Schaltstellung erfolgt erst nach Eintritt des Gleichlaufes durch die abgeschrägten Übergangsflächen der Kupplungsverzahnungen an Reibring 5 und Profilring 4. Die Verdrehung zwischen Schiebemuffe 4, 11 und Reibring 5 wird begrenzt durch Anschlagflächen 7 und 8 an der Außenseite der Reibringe, die auf Breite und Lage der Federzungen 10 abgestimmt sind.

Die Synchronisiereinrichtung nach Fig. 4 entspricht in der Funktion weitgehend der Ausführung nach Fig. 1, jedoch liegen die Federzungen 10 an der Innenseite der Reibringe 45 in einer Rille an. Die Vorspannkraft der federnden Zungen ist nach außen gerichtet, und beim Verschieben der Schiebemuffe 4, 11 werden die Federzungen beim Verlassen der Rille nach innen gedrückt. Die Begrenzung des Verdrehweges des Reibringes 5 gegenüber der Schiebemuffe 4, 11 erfolgt durch die Anschläge 7 und 8, die durch die Ausschnitte des unterbrochenen Verzahnungsflansches 9 des Reibringes 5 zum Durchtritt der Federzungen 10 entstehen. Im übrigen entspricht die Funktion derjenigen der Ausführung nach Fig. 1. Den beiden dorstehend beschriebenen Synchronisiereinrichtungen nach

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Fig. 1 "bis 3 und Fig. 4 bis 6 ist zusätzlich geneinsam, daß sie in axialer Richtung wenig Platz "benötigen, was für die Größe des Gehäuses und Gewicht und Herstellkosten des Getriebes bedeutsam ist.

In Fig. 7 ist eine Synchronisiereinrichtung dargestellt mit zv/ei Reibringen 75 und zwei an den Reibringen 75 befestigten Blechkränzen 76, deren federnde Zungen 70 nach außen gegen eine Rille in der sie umgebenden Schiebehülse 71 drücken. Der dargestellte

Anwendungsfall betrifft die Schalteinrichtung eines Planetengetriebes, bei welchem das Kohlrad 71 zugleich als Schiebehülse ausgebildet wird und wahlweise mit dem Planetenradträger 72 (Getriebe läuft als Block mit Sonnenraddrehzahl um) oder das Gehäuse 73 (Sonnenraddrehzahl wird untersetzt) verbunden v/erden kann. Die Begrenzung des Verdrehweges der Reibringe 75 relativ zur Schiebehülse 71 ist in Fig. 7 nicht dargestellt und erfolgt dadurch, daß ein Teil der federnden Zungen 70 an den Enden hakenförmig umgebogen ist und diese Enden mit den Zahnlücken der Schiebehülse 71 zusammenwirken. Die Merkmale dieser Erfindung ermöglichen hier eine außerordentlich platzsparende Konstruktion mit guter Dämpfung eventueller Drehschwingungen der Reibringe 75 sowie eine Verminderung der Teile zugunsten größerer Wirtschaftlichkeit und Betriebssicherheit.

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Die Anwendung der zu Fig. 7 anfangs genannten Merkmale ist nicht auf die Schaltung von Planetengetrieben beschränkt, sondern Iäi3t sich in gleicher Weise auch auf andere Baugruppen eines Zahnräderschaltgetrxebes übertragen.

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Claims

Patentansprüche:

1/ Synchronisiereinrichtung für Zahnräderschaltgetriebe mit einer auf einer Getriebewelle drehfesten, aber axial verschiebbaren Schiebemuffe, die über Kupplungsverzahnungen mit mindestens einem Getriebeteil verbunden werden kann, und einem gegenüber der Schiebemuffe begrenzt verdrehbaren Reibring für jedes der kuppelbaren Getriebeteile und einer Kupplungsverzahnung an jedem Reibring zugeordnet der Kupplungsverzahnung der Schiebemuffe, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Reibring (5) ein an der Schiebemuffe (4, 11) befestigter Blechkranz (6) zugeordnet ist mit einer Mehrzahl in etwa achsparalleler, radial federnder Zungen (10), die an ihren freien Enden abgewinkelt geformt oder gerundet sind und mit diesen Enden in einer umlaufenden Rille (21) an dem Reibring (5) mit Vorspannung anliegen, so daß die Schiebemuffe (4, 11) über die federnden Zungen (10) des Blechkranzes (6) mit jedem Reibring (5) in einer beim Schalten zu überwindenden federbelasteten Rastung verbunden ist.

2. Synchronisiereinrichtung für Zahnrädersehaltgetriebe mit einer auf einer Getriebewelle drehfesten, aber axial verschiebbaren Schiebemuffe, die über Kupplungsverzahnungen mit mindestens einem Getriebeteil verbunden werden kann, und einem gegenüber der Schiebemuffe begrenzt verdrehbaren Reibring für jedes der kuppelbaren Getriebeteile und einer Kupplungsverzahnung

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an jedem Reibring zugeordnet der Kupplungsverzahnung der Schiebemuffe, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Reibring

(75) ein Blechkranz befestigt ist mit einer Mehrzahl in etwa achsparalleler, radial federnder Zungen (70), die an ihren freien Enden abgewinkelt geformt oder gerundet sind und mit diesen Enden in einer umlaufenden Rille (77) an der Schiebemuffe (71) mit Vorspannung anliegen, so daß die Schiebemuffe (71) über die federnden Zungen (70) des Blechkranzes

(76) mit jedem Reibring (75) in einer beim Schalten zu überwindenden Rastung verbunden ist.

3. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Zungen die Drehbewegung jedes Reibringes relativ zur ächiebemuffe begrenzen (Sperrstellung).

4. Synchronisiereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille (21, 77), mit welcher die Enden der federnden Zungen (10, 70) zusammenwirken, axial so breit gehalten ist, daß stets nur eine Flanke der Rille an der federbelasteten Rastung beteiligt ist.

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