DE2512248B2

DE2512248B2 - Sperrsynchronisationseinrichtung für ein Wechselgetriebe

Info

Publication number: DE2512248B2
Application number: DE2512248A
Authority: DE
Inventors: Elmer Aaron Kalamazoo Mich. Richards (V.St.A.)
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1974-03-20
Filing date: 1975-03-20
Publication date: 1978-05-03
Also published as: SE7503035L; BR7501682A; US3924484A; SE406965B; DE2512248A1; JPS50129865A; JPS5831493B2; IT1033492B; SE7803285L; SE425516B; DE2512248C3; FR2265016B1; GB1479846A; CA1028526A; FR2265016A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sperrsynchronisationseinrichtung für ein Wechselgetriebe mit einer Hauptwelle und mindestens einer Vorgelegewelle, mit mehreren auf der Haupt- und auf der Vorgelegewelle angeordneten, zuschaltbaren Zahnradpaaren unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen und mit Verzahnungsmuffen zum Ankoppeln zumindest eines Zahnrades mindestens eines Teils der Zahnradpaare an eine der beiden Wellen, wobei die Verzahnungsmuffen durch Federkraft dauernd in Richtung auf die Eingriffsstellung gedrückt und ihnen ein ihre Verschiebung unter dieser Federkraftwirkung formschlüssig blockierender Sperring zugeordnet ist und der Sperring eine mit dem Zahnrad zusammenwirkende erste Reibverbindungseinrichtung aufweist.

Bei Wechselgetrieben, insbesondere in schweren Getriebeausführungen, wie sie in Lastkraftwagen verwendet werden, ist es bekannt, zur Erleichterung des Schaltens Sperrsynchronisationseinrichtungen vorzusehen, die insbesondere auch dann zweckmäßig sind, wenn das Getriebe mit einem die Anzahl der Gänge oder Getriebeabstufungen vergrößernden Hilfsgetriebeteil versehen ist. Eine solche Sperrsynchronisationseinrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen ist beispielsweise in der DE-OS 23 38 275 beschrieben. Der bei nichtsynchronem Lauf des zugeordneten Zahnradpaares das Einrücken der Verzahnungsmuffe blockierende Sperring ist dabei mit einer ersten Reibverbindungseinrichtung versehen, die im wesentlichen in Gestalt zweier zusammenwirkender Konusflächen ausgebildet ist, von denen eine an dem Sperring und die andere an dem zugeordneten Zahnrad angeordnet ist. Die beiden Konusflächen sind dauernd derart in Eingriff gehalten, daß eine sichere reibschlüssige Mitnahme des Sperringer durch das Zahnrad und damit eine betriebssichere Funktion der Sperreinrichtung gewährleistet ist. Dieser dauernde Eingriff der Konusflächen hat einen gewissen Verschleiß zur Folge und bewirkt darüber hinaus das Auftreten unerwünschter Mitnahmedrehmomente, die auf die Hauptwelle und die Vorgelegewellen einwirken und das Schalten unter gewissen Betriebsbedingungen erschweren. Grundsätzlich Gleiches gilt für eine andere, aus der US-PS 29 19 774 bekannte Sperrsynchronisationseinrichtung, bei der der Sperring in Gestalt eines elastischen Schleifringes ausgebildet ist, der dauernd reibschlüssig mit dem ihm zugeordneten Kupplungsteil gekoppelt ist.

Bei derartigen Sperrsynchronisationseinrichtungen ist es bekannt — beispielsweise aus der DE-AS 14 25 835 — die Sperrzähne des Sperringes und die Kupplungszähne des zugeordneten Gegenzahnkranzes an ihren Stirnflächen jeweils dachförmig abzuschrägen, und damit die Funktion der Sperrsynchronisationseinrichtung zu verbessern.

Bei bestimmten Ausführungen der bekannten Wechselgetriebe hat sich gelegentlich herausgestellt, daß, nachdem das Getriebe bei stehendem Fahrzeug über einen längeren Zeitraum in Leerlaufstellung verblieben war, es nicht ohne weiteres möglich ist, den Hilfsgetriebeteil hochzuschalten. Diese Schwierigkeit kann umgangen werden, indem das Getriebe zuerst kurzfristig in den Rückwärtsgang geschaltet wird; dadurch wird aber die Benutzung des Wechselgetriebes in unerwünschter Weise erschwert. Untersuchungen dieser Erscheinung haben ergeben, daß sie dann auftritt, wenn das Hauptgetriebeteil bei stehendem Fahrzeug in den Leerlauf geschaltet wird, während in dem Hilfsgetriebeteil eine höhere Schaltstufe gewählt ist. Wegen der früheren Betätigung niedriger Schaltstufen kann die Sperreinrichtung für ein solches Hochschalten nur durch Vermindern der Drehzahl der Hauptwelle entsperrt werden. Da die Hauptwelle aber hierbei schon stillsteht, kann dies, wie bereits erwähnt, nur dadurch erreicht werden, daß ihre Drehrichtung kurzfristig umgekehrt wird.

Außerdem ist festgestellt worden, daß bei einer Mehrfachschaltung die Drehzahländerungen der Hauptwelle, die durch andere an dem Schaltvorgang beteiligte Getriebsteile verursacht werden, Trägheitskräfte verursachen können, die die Kontaktkräfte an der Sperreinrichtung übersteigen. Dies führi dazu, daß die Sperreinrichtung ihre Stellung während des Zeitraumes verändert, in dem sich die Drehzahl der Welle ändert. Wenn dann das zweite, an dem Schaltvorgang beteiligie Getriebeteil verschoben werden soll, entsperrt die Sperreinrichtung augenblicklich, was ein unerwünschtes, nicht-synchronisiertes Schalten zur Folge hat.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Sperrsynchronisationseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein schnelles und leichtes Schalten des Wechselgetriebes ohne derartige unerwünschte Erscheinungen gewährleistet, sich durch einen einfachen, stabilen Aufbau auszeichnet und einem nur verschwindend geringen Verschleiß unterworfen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Sperrsynchronisationseinrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Sperring eine auf die Verzahnungsmuffe eine merkliche axiale Mitnahme, aber keine nennenswerte Mitnahme in Drehrichtung ausübende zweite Reibverbindungseinrichtung aufweist, so daß die erste Reibverbindungseinrichtung nur während des Schaltvorganges ständig reibschlüssig in Eingriffsrichtung belastet ist.

Diese Synchronisationseinrichtung bringt den Vorteil mit sich, daß die auf die Hauptwelle einwirkenden Trägheitskräfte auf ein Minimum reduziert sind. Das Wechselgetriebe ist damit leicht und geräuschfrei zu schalten. Der Verschleiß der ineinander eingreifenden Zähne ist wesentlich herabgesetzt, was im gleichen Maße auch für den an der ersten Reibverbindungseinrichtung auftretenden Verschleiß gilt. Daneben zeichnet sich die Sperrsynchronisationseinrichtung durch eine einfache, stabile Konstruktion aus. Die Sperrsynchronisationseinrichtung kann mit Vorteil auch in Fällen schwerer Getriebekonstruktionen und/oder hoher Getriebebelastungen eingesetzt werden und zwar, ohne daß das Getriebe dabei, wie oben beschrieben, unerwünscht zum Blockieren neigt. Der Sperring kann dabei derart ausgebildet werden, daß lediglich ein Zahn an einigen vorgegebenen Stellen seines Umfanges entfernt wird, wobei es nicht einmal notwendig ist, jeweils den ganzen Zahn zu entfernen. Dadurch ist eine große Festigkeit der ganzen Sperreinrichtung zu erzielen, wobei hinzukommt, daß der Sperring selbst einen sehr einfachen Aufbau aufweisen kann, um seine Aufgabe zu erfüllen.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Einzelheiten der Synchronisationseinrichtung angegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein Wechselgetriebe mit einer Sperrsynchronisationeinrichtung gemäß der Erfindung in einer Schnittansicht, wobei die Schnittfläche für den Getriebehauptteil entsprechend der Linie I-I von F i g. 3 und die Schnittfläche für den Getriebebehilfsteil entsprechend der Linie I-IA von F i g. 3 gewählt ist,

F i g. 2 das Wechselgetriebe nach F i g. 1 in einer Schnittansicht entsprechend der Linie H-II von F ig. 3,

Fig.3 das Wechselgetriebe nach Fig. 1 in einer Schnittansicht entsprechend der Linie III-III von Fig. 1,

Fig.4 eine dem am weitesten rechts gelegenen Zahnrad des Wechselgetriebes nach den Fig. 1 und 2 zugeordnete Kupplungseinrichtung in einer Ausschnittsansicht in vergrößertem Maßstab,

F i g. 5 die Kupplungseinrichtung nach F i g. 4 in einer Schnittansicht entsprechend der Linie V-V von F i g. 4,

F i g. 6 die Teile der Sperreinrichtung des Wechselgetriebes nach Fig. 1 in Freigabestellung, in einer abgewickelten Ausschnittsansicht,

Fig. 7 die Teile nach Fig. 6 in einem den Schaltvorgang ermöglichenden synchronen Zustand, wobei Einzelteile in einer Sperrstellung mit ausgezoge in nen Linien und in einer anderen Sperrstellung mit gestrichelten Linien dargestellt sind,

Fig.8 die Verzahnung der Sperreinrichtung nach F i g. 5, in einer Darstellung gleicher Blickrichtung wie bei Fig. 5, aber im Ausschnitt und mit vergrößertem Maßstabund

F i g. 9 die Sperreinrichtung nach F i g. 8, in einer Schnittansicht entsprechend der Linie IX-IX von F i g. 8.

Das Wechselgetriebe weist in allen oder beinahe allen in ihm enthaltenen Schaltkupplungen zwischen den _'o beiden jeweils relativ zueinander verschieblichen Kupplungsteilen eine Sperreinrichtung auf. Außerdem ist es mit herkömmlichen Reibteilen versehen, die dafür sorgen, daß die Sperreinrichtung von jeweils einem der Kupplungsteile mitgedreht wird, wenn die Kupplungsr > teile während eines Einkuppelvorgangs aufeinander zu verschoben werden. Die Sperreinrichtung begrenzt dabei die axiale Schiebebewegung bis im wesentlichen ein Gleichlauf zwischen den jeweils am Schaltvorgang beteiligten Kupplungsteilen erreicht ist.
i" Im Rahmen der vorliegenden Erfindung weisen die Sperreinrichtung und das andere Kupplungselement eines jeweiligen Paares miteinander zu verbindender Kupplungsteile an den Verzahnungen leicht angeschrägte Eingriffsflächen auf, die eine Freigabe der '.'· Kupplung bewirken, wenn die Hauptwelle auch sonst an keines der anderen Hauptwellenräder gekuppelt ist.

In der Zeichnung ist ein Wechselgetriebe 11 dargestellt, das ein Getriebehauptteil 12 und ein Getriebeeben- oder -hilfsteil 13 (F i g. 1 und 2) aufweist. 4" Beide Getriebeteile sind von einem Getriebegehäuse umschlossen, und jedes von Ihnen weist mehrere wählbare Übersetzungsstufen auf.

Das Wechselgetriebe 11 enthält eine Antriebswelle 16, die in der Nähe ihres hinteren Endes in einem Γι Kugellager gelagert ist und die mit einem Antriebsoder Eingangszahnrad 18 drehfest, beispielsweise durch eine Vielnutverzahnung, verbunden ist. Das Eingangszahnrad treibt gleichzeitig mehrere Vorgelegewellen mit gleicher Drehzahl an. In dem dargestellten vi Ausführungsbeispiel enthält das Wechselgetriebe 11 zwei Vorgelegewellen 21 und 22 (Fig. 2), die diagonal entgegengesetzt auf zwei Seiten einer Haupt- oder Abtriebswelle 23 angeordnet sind. Die Hauptwelle 23 fluchtet axial mit der Antriebswelle 16, und sie ist an vT ihrem vorderen Ende mit einem Führungszapfen 24 versehen, der in dem hinterer. Ende der Antriebswelle 16 drehbar gelagert ist.

Jede der Vorgelegewellen 21 und 22 ist mit einer gleichen Gruppe von Vorgelege-Zahnrädern 25, 26, 27, "» 28 und 29 versehen, die jeweils Paare von Rädern der gleichen Größe und der gleichen Zähnezahl bilden, beispielsweise das Radpaar 26—26, die je auf gegenüberliegenden Seiten der Hauptwelle 23 angeordnet sind.

Auf der Hauptwelle 23 sind mehrere Hauptwellen-Zahnräder 31, 32, 33 und 34 angeordnet, von denen zu einem bestimmten Zeitpunkt wahlweise jeweils eines durch eine Schalteinrichtung oder Schaltkupplung, die

weiter unten ausführlicher beschrieben wird, mit der Hauptwelle 23 gekuppelt werden kann.

Die die Hauptwelle 23 umschließenden Räder 31, 32 und 33 stehen im Dauereingriff mit den sich diametral gegenüberliegenden Paaren von Vorgelege-Rädern 26, 27 bzw. 28 und werden von diesen fliegend unterstützt. Das Hauptwellenrad 34 überträgt den Rückwärtsgang und es steht über (in der Zeichnung nicht dargestellte) herkömmliche Zwischenräder mit den beiden Vorgelegerädern 29 im Dauereingriff. Die beiden vordersten Räder 25 stehen im Dauereingriff mit dem Antriebsrad 18 und bewirken eine gleichzeitige Drehung der Vorgelegewellen 21 und 22, solange sich die Antriebswelle 16 dreht.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist das Eingangsrad 18 mit einer herkömmlichen Schaltgabel 39 verbunden, die durch eine Schaltstange 37 betätigbar ist, um das Eingangsrad 18 bei Bedarf axial zu verschieben und damit die Antriebswelle 16 direkt mit der Hauptwelle 23 in Eingriff zu bringen.

Die Hauptwellen-Zahnräder 31 und 32 sind axial miteinander gekoppelt und bilden somit ein Zahnradpaar, das mit einer zweiten herkömmlichen Schaltgabel 36 verbunden ist. Die Schaltgabel 36 wird in herkömmlicher Weise durch eine der Schaltstange 36 ähnliche zweite Schaltstange gesteuert. Das Zahnradpaar 31—32 ist somit durch axiales Verschieben der Schaltgabel 36 mit dieser zweiten Schaltstange auf der Hauptwelle 23 axial verschiebbar. Allerdings sind die Zahnräder 31 und 32 unabhängig voneinander drehbar gelagert. In ähnlicher Weise sind die Hauptwellen-Zahnräder 33 und 34 axial so miteinander gekoppelt, daß sie durch eine Schaltgabel 38, die ebenfalls durch entsprechende Schaltmittel gesteuert ist, als Zahnradpaar gemeinsam auf der Hauptwelle 23 verschoben werden können.

Die Hauptwelle 23 erstreckt sich auch in das Getriebe-Hilfsteil i3 hinein und ist dort fluchtend zu einer Abtriebswelle 58 angeordnet und in dieser zapfengelagert. Die Abtriebswelle 58 ist in dem Gehäuse des Hilfsgetriebes 13 in bei 59 ersichtlichen Kugellagern gelagert. Das Hilfsgetriebe 13 enthält außerdem mehrere Vorgelegewellen 66 und 67 (vergleiche Fig.3), von denen jede eine gleiche Gruppe von Vorgelegewellen-Zahnrädern aufweist, von denen zwei Zahnräder 68 und 69 aus F i g. 1 ersichtlich sind.

Die ersten zwei Zahnräder 68 sind sich diametral gegenüberliegend auf zwei Seiten der Hauptwelle 23 angeordnet und stehen im Dauereingriff mit einem Hauptwellen-Zahnrad 71, das durch das vorn liegende Vorgelfigewellen-Zahnradpaar 68—68 die Hauptwelle 23 konzentrisch umfassend schwimmend gehalten ist. Ein weiteres Zahnrad 72 ist ebenfalls schwimmend und die Hauptwelle 23 im wesentlichen konzentrisch umgebend durch ein hintenliegendes Paar Vorgelegewellen-Zahnräder, von denen ein Zahnrad 69 aus der Zeichnung ersichtlich ist, gehalten oder getragen. Die Verschiebung der Zahnräder 71 und 72 erfolgt durch Schaltgabcln 73 bzw. 74, die durch Schaltstangen, von denen eine bei 76 ersichtlich ist, mit Hilfe von beliebigen Betätigungseinrichtungen, wie beispielsweise ein Druckzylinder 77, betätigbar sind. Eine Steuereinrichtung 78 steuert die Schaltcinrichtungen und sorgt für die erforderliche Wechselbeziehung beim Schalten der vorderen Zahnräder 18 und 31—34 und der Hilfsgetricbe-Zahnräder 71 und 72.

Zwischen den Vcrschiebcriidcrn der Hauptwelle sind sowohl in dem Hauptgetriebe als auch in dem Hilfsgetriebe jeweils unter Federkraft die Verschieberäder ankoppelnde Schaltkupplungen angeordnet. Obwohl diese Schaltkupplungen nicht miteinander identisch sind, so sind sie doch im wesentlichen einandei ähnlich, und infolgedessen genügt es, eine der Schaltkupplungen in Einzelheiten zu erläutern. Die beschriebenen Einzelheiten sind dann für den Fachmann ohne weiteres auf die anderen Schaltkupplungen zu übertragen. Zum Zwecke der Erläuterung ist die im Getriebe an hinterster Stelle angeordnete, d. h. die zwischen dem 2'ahnrad 72 und der Hauptwelle 23 angeordnete Schaltkupplung 41 ausgewählt, deren Aufbau im einzelnen aus F i g. 4 ersichtlich ist. Sie enthält eine die Hauptwelle 23 umschließende Verzahnungsmuffe 42, die mit einem inneren Vielnutprofil 43 versehen ist, das mit einem entsprechenden Außenprofil 44 auf der Hauptwelle 23 im Eingriff steht, wodurch die Verzahnungsmuffe 42 drehfest mit der Hauptwelle 23 verbunden aber auf ihr axial frei verschiebbar ist. Ein in einer entsprechenden Ringnut auf der Hauptwelle 23 sitzender Anschlagring 46 begrenzt die Axialbewegung der Verzahnungsmuffe 42. Die Verzahnungsmuffe 42 wird normalerweise durch eine vorgespannte Feder 47 gegen den Anschlagring 46 gedrückt.

Die Verzahnungsmuffe 42 weist an ihrem äußerer Umfang Zähne 48 auf, die in entsprechende Innenzähne 50 eines der Hauptwellen-Zahnräder, beispielsweise des Zahnrads 72, passend eingreifen können. Die Zähne 4Ϊ der Verzahnungsmuffe 52 sind bei 51 angeschrägt und ir ähnlicher Weise ist die Eingriffskante der Zähne 50 des Zahnrads 72 bei 52 angeschrägt. Die einander zugewandten konisch sich verjüngenden Anschrägungen 51 und 52 bilden jeweils mit der Längsachse der Hauptwelle 23 einen Winkel von 30 bis 40 Grad. Das zweite Ende der Feder 47 liegt unter Vorspannung an einer weiteren Verzahnungsmuffe 53 (F i g. 1) an, die mil der Verzahnungsmuffe 42 identisch aber so auf die Hauptwelle 23 aufgeschoben ist, daß die konischer Eingriffsenden ihrer Zähne in die entgegengesetzte Richtung weisen.

Die anderen Verschieberadsätze des Wechselgetriebes sind ebenfalls mit federnden, im wesentlichen der vorbeschriebenen Schaltkupplung gleichen Schaltkupplungen versehen.

Eine bestimmte Anzahl Zähne 48, im dargestellter Ausführungsbeispiel drei Zähne (vergleiche F i g. 5), sind zum Teil weggelassen oder abgeschnitten, um die weiter unten noch zu erläuternde Wirkungsweise eines Sperrings zu ermöglichen. Es bleiben dabei gekürzte Zähne 49 übrig, die mit dem Sperring zusammenwirken.

Eine Sperreinrichtung weist einen die Verzahnungsmuffe 42 umfassenden Sperring 81 auf und ist mit einer entsprechenden Anzahl, hier drei Paaren, radial nach innen weisender Vorsprünge 82 und 83 versehen, die wenn sie sich in der richtigen Lage befinden, in die erwähnten äußeren Zähne eingreifen können. Die nach innen gerichteten Vorsprünge 82 und 83 weisen ein solches Flankenprofil auf, daß sie an den Flanken der benachbarten Zähne 48 mit engem Spiel anliegen. Sie sind so ausgebildet, daß sie auf beiden Seiten eines teilweise weggelassenen Zahnes 59 in die Zwischenräume zwischen diesem Zahn 49 und den beidseitig benachbarten Zähnen 48 hineinragen, aber in Umfangsrichtung eine kleinere Abmessung als die entsprechende Abmessung der Zwischenräume zwischen dem teilweise weggelassenen Zahn 49 und den beidseitig benachbarten Zähnen 48 aufweisen. Der Abstand zwischen den Vorsprüngen 82 und 83 stellt lediglich einen freien

Spielraum dar, der weiter ist als die entsprechende Umfangsausdehnung des Zahnes 49, so daß, wenn die Teile bei synchronem Lauf (d. h. wenn die Relativdrehzahlen der Kupplungsteile den Gleichlaufzusiand erreichen) ordnungsgemäß miteinander fluchten, die ■', Vorsprünge 82 und 83 den Zahn 49 ausrichten, wonach die Verzahnungsmuffe 42 axial in den Sperring Sl hinein aber nicht durch ihn hindurchbewegt werden kann und dabei in Eingriff mit dem zugeordneten Zahnrad gelangt. Die endseitigen Stirnflächen der Vorsprünge 82 ι ο und 83 des Sperrings 81 sind angeschrägt, und die Anschrägungen sind so ausgebildet, daß die abgeschnittenen Teile auf den einander zugewandten Seiten der Vorsprünge 82 und 83 liegen. Für die Anschrägungen hat sich ein Winkelbereich von etwa 10° bis 17° \^r, bezüglich einer Ebene senkrecht zu der Achse des Sperringes 81 als günstig erwiesen. Die Größe der angeschrägten Stirnfläche sollte so gewählt werden, daß sie die jeweils benachbarte Ecke des stehengebliebenen Zahnteils 49 ganz überlappt. Eine Anschrägung in dieser :o Größe ist auch ausreichend.

Die Innenbohrung des Sperrings 81 weist eine Ringnut 54 auf, in der ein federnder Schleifring 55 aufnommen ist, der als geschlitzter Stahlring ausgebildet ist und dessen Innendurchmesser normalerweise geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Zähne 48 ist. Sind die einzelnen Teile wie in Fig.4 dargestellt ineinandergefügt, so ist der Schleifring 55 leicht nach außen zu auseinandergedrückt und übt somit einen leichten, aber definierten Druck auf die äußeren Umfangsflächen der Zähne 48 aus. Da der Schleifring 55 locker in der Nut 54 sitzt und mit deren Wandungen nur in leicht reibender Berührung steht, bewirkt der von ihm ausgeübte Druck einen merklichen Widerstand gegen eine axiale Relativbewegung zwischen dem Sperring 81 J3 und der Verzahnungsmuffe 42, behindert aber eine Relativdrehung zwischen diesen beiden Teilen in kaum merklicher Weise.

Der Sperring 81 weist eine sich radial nach außen erweiternde Kegelfläche 56 auf, die mit einer entspre- ·"> chenden Kegelfläche 57 an der Innenbohrung des Zahnrades 72 in Eingriff bringbar ist. Die oben erwähnte axiale Reibung, d.h. die Mitnahme in axialer Richtung reicht aus, um eine Mitnahmekraft in Drehrichtung von der Kegelfläche 57 auf den Sperring 81 zu bewirken, die 4^r> viel größer ist als jeder mögliche Drehwiderstand zwischen dem Sperring 81 und der Verzahnungsmuffe 42. Ein Anschlagring 60 begrenzt die Bewegung des Sperrings 81 weg von der Kegelfläche 57, wenn die Verzahnungsmuffe 42 sich von der Eingriffstellung w entfernt (in F i g. 4 nach links bewegt).

Die dem Zahn 49 entsprechenden anderen beiden teilweise ausgeschnittenen Zähne sind mit 49Λ und 49ß (vergleiche F i g. 5) bezeichnet und die den Vorsprüngen 82 und 83 entsprechenden, nach innen ragenden und mit v> den teilweise ausgeschnittenen Zähnen 49,4 und 49ß zusammenwirkenden Vorsprünge sind mit 82/4, 83,4 82ßund 83ßbezeichnet.

Die Funktion der Sperreinrichtung ist wie folgt: Wenn sich beispielsweise das Zahnrad 72 schneller als w> die mit der Drehzahl der Hauptwelle 23 umlaufende Verzahnungsmuffe 42 dreht, neigt der Sperring (wenn man einmal von der Wirkung des Schleifrings 55 absieht) dazu, sich mit dem Zahnrad 72 zu drehen, dabei die Verzahnungsmuffe 42 mitzunehmen und die *>^r< Vorsprünge 83,83/t und 83ß in eine Stellung zu bringen, in der sie an den teilweise ausgeschnittenen Zähnen 49, 494 bzw. 49ß anstoßen, wodurch die Einkuppelbcwcgung (in der Zeichnung nach rechts) der Verzahnungsmuffe 42 blockiert wird. Wenn aber die Hauptwelle 23 beschleunigt wird und angenähert einen Gleichlaufzustand erreicht, werden die nach innen vorspringenden Sperr-Vorsprünge 82 und 83 in Bezug auf die teilweise ausgeschnittenen Zähne 49 auf dem Außenumfang der Verzahnungsmuffe 42 ausgerichtet und blockieren bei einer Umkehrung der Relativdrehzahlen diese nicht mehr, wonach die Verzahnungsmuffe 42 in herkömmlicher Weise in den eingekuppelten Zustand eindrücken kann.

Wenn das Zahnrad 72 anfänglich langsamer umläuft als die Hauptwelle 23, ist die Wirkungsweise im allgemeinen ähnlich wie oben beschrieben, mit der Ausnahme, daß der Sperring 81 der Verzahnungsmuffe 42 nacheilt, bis eine Umkehr der Relativdrehzahlen eintritt, worauf die Sperrwirkung aufhört und sich der Einkupplungsvorgang auf die übliche Weise vollzieht.

Betrachtet man nun die Wirkung der oben beschriebenen Sperringe in einem Wechselgetriebe, so ist ersichtlich, daß, wenn das Wechselgetriebe aus einer Stellung, in der das langsam drehende Zahnrad 71 eingekuppelt w«r, in Leerlaufstellung geschaltet und das entsprechende Fahrzeug angehalten wird und wenn dabei die Leiirlaufstellung durch Auskuppeln der Zahnräder des Hauptgetriebeteiles erreicht worden ist, das Zahnrad 72 langsamer als die Hauptwelle 23 umlaufen sein muß und infolgedessen der mit der Verzahnungsmuffe 42 zusammen umlaufende Sperring 81 langsamer als das Zahnrad 72 umläuft und in der dementsprechenden Stellung steht. Dabei bleibt es auch bei Stillstehen der Hauptwelle 23, und infolgedessen bestand in der Vergangenheit die einzige Möglichkeit, die Sperreinrichtung auf der Verzahnungsmuffe 42 zu bewegen, darin, das Rückwärtsgang-Zahnrad 34 in dem vorderen Getrinbeteil kurzfristig in Eingriff zu bringen, um die Drehrichtung der Hauptwelle 23 kurzfristig umzukehren und dadurch die Sperreinrichtung in ihre offene Stellung zu verbringen, um danach den Schaltvorgang ;>u beschließen.

Bei dem beschriebenen Wechselgetriebe kann dagegen, wenn alle mit der Hauptwelle kuppelbaren Zahnräder ausgekuppelt sind, mit dem Einrücken des Zahnrads 72 begonnen werden. Die angeschrägten Enden eines der Sperr-Vorsprünge 82 oder 83 und ihrer Gegenstücke auf dem übrigen Sperring 81 gelangen in Eingriff mit cl^n zugeordneten Teilzähnen 49. Die Anschrägung der so in Eingriff gelangten Sperr-Vorsprünge bewirkt eine leichte aber ausreichende Drehung der Verzahnungsmuffe 42 und der mit dieser verbundenen Welle 23, wodurch die Blockierung aufgehoben wird. Es sei aber bemerkt, daß das durch die relativ flache Abschrägung der Stirnflächen der Vorsprünge verursachte Drehmoment recht klein ist und nur wirksam wird, wenn kein anderes Zahnrad mit der Welle 23 gekuppelt ist und damit deren Trägheitsmoment sehr gmng ist. Wenn andere Zahnräder mit der Welle 23 gekuppelt sind und dabei ein herkömmlicher Schaltvorgang «rfolgt, ist die Anschrägung der Stirnfläche der Vorsprünge 82 und 83 usw. zu flach, um das Trägheitsmoment der Welle 23 zu überwinden, so daß die Sperreinrichtung, wie oben beschrieben, normal wirksam ist.

Was die 'Wirkungsweise des Federrings oder federnden Schleifrings 55 anbelangt, so kann gesagt werden, daß, wenn auf den Sperring 81 keine merkliche nach rechts (in F i g. 4) gerichtete Kraft ausgeübt wird, keine merkliche Reibung zwischen den Kegelflächen 56

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und 57 auftritt und somit der Sperring 81 von dem Zahnrad 72 auch nicht mitgenommen wird. Wenn die Verzahnungsmuffe 42 beginnt, axial verschoben zu werden, in der Darstellung gemäß Fig.4 nach rechts, wird der Sperring 81 unter der axialen Mitnehmerwirkung des Schleifrings 55 angenähert in axialer Richtung mitgenommen und führt zu einer Reibverbindung der Kegelflächen 56 und 57. Da die von der Kegelfläche 57 auf den Sperring 81 ausgeübte Mitnahmekraft in

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Drehrichtung größer als der von der Verzahnungsmuffe 42 auf den Sperring 81 ausgeübte Drehwiderstand ist, beginnt der Sperring 81 mit dem Zahnrad 72 umzulaufen, und er tut dies schon, bevor die Zähne des Sperrings 81 und die Zähne der Verzahnungsmuffe 42 im Eingriff sind. Im Folgenden funktionieren die genannten Teile wie üblich. Beim Auskuppeln verhindert der Anschlagring 60, daß der Sperring 81 von der Verzahnungsmuffe 42 mitgenommen wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sperrsynchronisationseinrichtung für ein Wechselgetriebe mit einer Hauptwelle und mindestens einer Vorgelegewelle, mit mehreren auf der Haupt- und auf der Vorgelegewelle angeordneten zuschaltbaren Zahnradpaaren unterschiedlichen Obersetzungsverhältnisses und mit Verzahnungsmuffen zum Ankoppeln zumindest eines Zahnrades mindestens eines Teils der Zahnradpaare an eine der beiden Wellen, wobei die Verzahnungsmuffen durch Federkraft dauernd in Richtung auf die Eingriffsstellung gedrückt und ihnen ein ihre Verschiebung unter dieser Federkraftwirkung formschlüssig blockierender Sperrring zugeordnet ist und der Sperring eine mit dem Zahnrad zusammenwirkende erste Reibverbindungseinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperring (81) eine auf die Verzahnungsmuffe (42) eine merkliche axiale Mitnahme, aber keine nennenswerte Mitnahme in Drehrichtung ausübende zweite Reibverbindungseinrichtung (55) aufweist, so daß die erste Reibverbindungseinrichtung (56, 57) nur während des Schaltvorganges ständig reibschlüssig in Eingriffsrichtung belastet ist.

2. Sperrsynchronisationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Reibverbindungseinrichtung eine innere Ringnut (54) an dem Sperring (81) und einen in der Ringnut aufgenommen, zumindest gegen einen Teil der Verzahnung (48) der Verzahnungsmuffe (42) federnd drückenden Schleifring (55) aufweisen.

3. Sperrsynchronisationseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifring (55) ein geschlitzter Stahlring ist.

4. Sperrsynchronisationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Zahn der Verzahnungsmuffe (42) über einen Teil seiner Länge ausgeschnitten oder entfernt ist und daß der Sperring (81) auf der Verzahnung der Verzahnungsmuffe zugeordneten Seite mit sich in Richtung auf die Verzahnungsmuffe erstreckenden Vorsprüngen (82,83) versehen ist, die in Umfangsrichtung in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der ausreicht, um die verbleibenden Teile (48) der teilweise ausgeschnittenen Zähne (49) aufzunehmen, die in Umfangsrichtung eine Breite aufweisen, die kleiner ist als der Abstand zwischen je zwei benachbarten Zähnen der Verzahnungsmuffe.

5. Sperrsynchronisationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den sperrenden Zähnen (48) der Verzahnungsmuffe (42) zugewandten Stirnflächen der Vorsprünge (82,83) des Sperringes (81) bezüglich einer Ebene senkrecht zu der Achse des Sperringes aufeinander zu weisend angeschrägt sind, wobei die Schräge insbesondere einen Winkel von 10 bis 17 Grad hat.