DE2659448B1

DE2659448B1 - Synchronisiereinrichtung fuer Schaltkupplungen,insbes. von Schaltgetrieben

Info

Publication number: DE2659448B1
Application number: DE2659448A
Authority: DE
Inventors: Erich Mueller
Original assignee: Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 1976-12-30
Filing date: 1976-12-30
Publication date: 1978-08-24
Also published as: FR2376334B1; US4189041A; ATA765077A; SE422234B; IT1089645B; DE2659448C2; FR2376334A1; SE7713798L; JPS5910422Y2; JPS53115453A; JPS57174827U; GB1586826A; AT368081B

Description

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für Schaltkupplungen, insbesondere von Schaltgetrieben für Kraftfahrzeuge mit zumindest einem durch axiales Verschieben einer mit einer Welle über eine Führungsmuffe drehstarr verbundenen Schaltmuffe mit Innenverzahnung in den Kraftfluß ein- bzw. aus ihm ausschaltbaren Räderpaar, an dessen mit der Schaltmuffe gleichachsigem Zahnrad ein Kupplungskörper mit Außenverzahnung starr befestigt ist, sowie mit einem Synchronisierring, der in Umfangsrichtung mit der Schaltmuffe in formschlüssiger und mit dem Kupplungskörper in reibschlüssiger Verbindung steht und der eine Sperrverzahnung aufweist, die ein Ineingriffkommen der Innenverzahnung der Schaltmuffe mit der Außenverzahnung des Kupplungskörpers erst bei Synchrondrehzahl zuläßt

ίο Derartige Synchronisiereinrichtungen sind in großer Zahl bekannt und in der Literatur beschrieben (vgl. B u s s i e η, Automobiltechnisches Handbuch, Band 2, Seiten 243 bis 247). Beim Einlegen eines anderen Ganges wird die Schaltmuffe, ausgehend von der neutralen Stellung, über eine in ihre Außenumfangsnut eingreifende Schaltgabel axial verschoben, wobei sie den mit einem Innenkonus versehenen Synchronring gegen einen Gegenkonus des Kupplungskörpers preßt. Durch die reibschlüssige Verbindung zwischen Synchronring und Kupplungskörper wird eine Drehzahlangleichung zwischen Welle, Schaltmuffe und Synchronrring einerseits und Kupplungskörper und auf der Welle drehbar gelagertem Zahnrad des Räderpaares andererseits hergestellt Dabei wird, solange keine Synchrondrehzahl erreicht ist, der Synchronring etwas in Umfangsrichtung gegenüber der Schaltmuffe verdreht, wodurch die zumindest annähernd den gleichen Teilkreis aufweisende Sperrverzahnung des Synchronringes ein weiteres axiales Verschieben der Schaltmuffe in Richtung auf den Kupplungskörper sperrt. Ist dagegen die Synchrondrehzahl erreicht, so kann die Schaltmuffe, deren Innenverzahnung stirnseitig mit Dachschrägen oder Keilflächen versehen ist, durch Zusammenwirken mit entsprechenden gegenüberstehenden Dachschrägen oder Keilflächen der Sperrverzahnung den Synchronring in Kongruenzstellung der beiden Verzahnungen verschwenken, und es kann dann die Schaltmuffe über den Synchronring hinweg bis zum Eingriff in die Zähne des Kupplungskörpers axial verschoben werden. Auch die Zähne des Kupplungskörpers sind an der dem Zahnrad abgewandten Seite mit Dachschrägen oder Keilflächen zum Erleichtern des Einfahrens der Innenverzahnung der Schaltmuffe versehen.

Der erforderliche Schaltweg ist praktisch durch den Abstand zwischen einer stirnseitigen Planringfläche der Schaltmuffe und der ihr zugewandten Stirnseite des gleichachsigen Zahnrades bestimmt Dieser Abstand ist etwas größer als die Summe der axialen Erstreckung der Zähne des Kupplungskörpers und der Sperrzähne des Synchronringes zuzüglich einem kleinen Sicherheitsabstand zwischen Schaltmuffe und Sperrzähnen des Synchronringes einerseits und den Sperrzähnen des Synchronringes und der Verzahnung des Kupplungskörpers andererseits. Dieser letztere lichte Abstand kann nicht beliebig klein gehalten werden, weil eine axial exakt definierte Lage des Synchronringes relativ zum Kupplungskörper nicht gegeben ist, weil sich der Synchronring wegen der reibschlüssigen Verbindung über den Konus sowohl aus herstellungstechnischen Gründen als auch aus Gründen des unvermeidlichen Verschleißes nicht in einer exakt angebbaren und gleichbleibenden Entfernung zur Verzahnung des Kupplungskörpers befindet Der Schaltweg am Betätigungsknopf des Ganghebels ist daher bei vorgegebener übersetzung unmittelbar proportional diesem lichten Abstand zwischen Schaltmuffe und zur Schaltmuffe gleichachsigem Zahnrad. Um den Schaltweg am

ORIGINAL INSPECTED

Betätigungsknopf des Schalthebels zu verkleinern, was vielfach aus bedienungstechnischen und auch aus Raumgründen gefordert wird, bestand seither nur die Möglichkeit, das Übersetzungsverhältnis zwischen bedienungsseitigem Schalthebelende und Schaltmuffe zu verändern. Durch Veränderung dieses Übersetzungsverhältnisses wird aber gleichzeitig die Betätigungskraft im selben Maße verändert Wird beispielsweise der Schaltweg am Betätigungsknopf des Schalthebels auf zwei Drittel vermindert, so erhöht sich die Betätigungskraft um 50%. Dies kann jedoch im allgemeinen nicht in Kauf genommen werden, weshalb eine Verkleinerung der Schaltwege am Betätigungsknopf des Schalthebels nicht möglich war. Derartige Getriebe sind außer aus der eingangs genannten Literaturstelle auch aus dem DT-GM19 41 968 bekannt

Neben diesen Handschaltgetrieben, bei denen die Schaltbewegung unmittelbar über einen Schalthebel von Hand eingegeben wird, sind auch halbautomatische Getriebe mit Synchronisiereinrichtungen bekannt (GB-PS 5 13 974), bei denen mittels einer Schaltstange die Schaltstufe vorgewählt wird, wobei jedoch durch das Bewegen dieser Schaltstange nicht der Schaltvorgang durchgeführt wird. Vielmehr wird der Schaltvorgang anschließend bei einem Lastwechsel durchgeführt, nämlich beispielsweise beim Gaswegnehmen oder Gasgeben im Fahrzeug. Das Problem einer Schaltwegverkürzung oder Schaltkraftverringerung stellt sich daher bei diesen bekannten Kraftfahrzeugen nicht, weil der Schaltvorgang ohnedies durch eine Hilfskraft durchgeführt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei synchronisierten Handschaltgetrieben eine Verkürzung der Schaltwege am Betätigungsende des Schalthebels zu erzielen, ohne daß eine nennenswerte Vergrößerung der aufzubringenden Schaltkraft auftritt oder andererseits ohne Veränderung des Weges am Schalthebel die Schalthebelübersetzung zu vergrößern und somit bei gleicher Kraft am Schalthebel entsprechend mehr Kraft an der Schaltmuffe für den Synchronisierungsvorgang zur Verfügung zu haben bzw. bei gleichbleibender Kraft an der Schaltmuffe eine kleinere Kraft am Schalthebel aufbringen zu müssen.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem synchronisierten Schaltgetriebe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß an zumindest zwei, vorzugsweise an drei Stellen des Umfanges die Zähne der Schaltmuffe axial in Richtung auf den Kupplungskörper zu verlängert sind, und daß der Synchronisierring nur in den Bereichen der unverlängerten Zähne der Schaltmuffe Sperrzähne aufweist, wobei der Bereich der verlängerten Zähne einen kleineren Sektor einnimmt als der Bereich, in dem die Schaltmuffe frei von Sperrzähnen ist

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung eines Schaltgetriebes liegt darin, daß der Schaltweg um das Maß der Verlängerung der Zähne der Schaltmuffe verkürzt ist, ohne daß damit die geringste Erhöhung der Schaltkraft verbunden ist Beispielsweise ist es möglich, bei einem üblichen Getriebe, bei dem der Schaltweg der Schaltmuffe 11 mm beträgt, diesen Schaltweg auf 7 mm, also weniger als zwei Drittel, zu verkürzen. Dabei ist besonders von Vorteil, daß sich die auf den lichten Abstand zwischen den verlängerten Zähnen der Schaltmuffe und den Zähnen des Kupplungskörpers auswirkenden Abmessungstoleranzen in ihrer Zahl vermindern und daß in diesen Toleranzen insbesondere die durch Verschiebung des Synchronisierringes am Konus des Kupplungskörpers bedingte Toleranz nicht enthalten ist. Beispielsweise kann der lichte Abstand zwischen der Stirnseite der Innenverzahnung der verlängerten Zähne der Schaltmuffe und der zugewandten Stirnseite der Außenverzahnung des Kupplungskörpers mit etwa 2 mm bemessen werden. Bei einer üblichen axialen Länge der Verzahnung des Kupplungskörpers von 5 mm ergibt sich dann der angegebene Schaltweg von 7 mm. Zwar ist bei dem erfindungsgemäßen Schaltgetriebe die Zahl der an der Kraftübertragung teilnehmenden Zähne vermindert, doch wird dadurch die Beanspruchung der Zähne nicht über das die Lebensdauer beeinträchtigende Maß erhöht, so daß diese Erhöhung der Beanspruchung ohne Auswirkung bleibt Der fertigungstechnische Aufwand ist relativ gering; er beschränkt sich darauf, daß bei spanabhebender Bearbeitung zunächst alle Zähne mit gleicher, größerer Länge hergestellt und anschließend die gegenüber den seitherigen Ausführungsformen unverlängerten Zähne gegenüber den verlängerten Zähnen durch Abfräsen verkürzt werden oder daß bei spanloser Herstellung (z. B. Sintern, Schmieden, Gießen) die axiale Stufe direkt erzeugt wird. Die gewünschte Schaltwegverkürzung auf etwa zwei Drittel des ursprünglichen Wertes wird erreicht, ohne daß die axiale Länge der Zähne des Kupplungskörpers bzw. die Eingrifftiefe der Verzahnungen von Schaltmuffe und Kupplungskörper ineinander vermindert wird.

Die axialen Stirnseiten der Zähne sind mit Dachschrägen oder Keilflächen versehen, um bei der axialen Verschiebebewegung ein Ineingriffkommen in den Fällen zu erleichtern, in denen zufällig Zahn auf Zahn steht. Dabei sind sowohl die Zähne der Schaltmuffe als auch die Sperrzähne des Synchronisierringes ebenso wie die Zähne des Kupplungskörpers mit derartigen Dachschrägen oder Keilflächen versehen. Die Scheitelwinkel der Keilflächen oder Dachschrägen sind bei den bekannten Schaltmuffen an allen Zähnen gleich. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung schließen dagegen die an den axialen Stirnseiten der Zähne der Schaltmuffe vorgesehenen Dachschrägen der verlängerten Zähne einen anderen Scheitelwinkel ein als die mit der Sperrverzahnung des Synchronisierringes zusammenwirkenden unverlängerten Zähne. Dabei ist bevorzugt der Scheitelwinkel der verlängerten Zähne der Schaltmuffe kleiner als der der unverlängerten Zähne.

Die Verlängerung eines Teiles der Zähne der Schaltmuffe bzw. der Längenunterschied zwischen den längeren und den kürzeren Zähnen der Schaltmuffe kann so gewählt sein, daß bei eingelegtem Gang sämtliche Zähne der Schaltmuffe mit den Zähnen des Kupplungskörpers in Eingriff stehen, wobei lediglich die axiale Eingriffstiefe unterschiedlich groß ist. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist dagegen die Verlängerung eines Teiles der Zähne der Schaltmuffe so gewählt, daß die unverlängerten Zähne bei eingelegtem Gang von einer Drehmomentübertragung entlastet sind. Die unverlängerten Zähne greifen also bei dieser Ausführungsform der Erfindung bei eingelegtem Gang nicht bis in die an die Dachschrägen oder Keilflächen angrenzenden Zahnflankenbereiche ein. Dabei ist die Zahl der eingreifenden und damit an der Drehmomentübertragung beteiligten Zähne bei üblichen Kraftfahrzeuggetrieben stets noch ausreichend groß, um eine die Lebensdauer der Synchronisierung beeinträchtigende Überlastung von Zähnen auszuschließen. Dieser erfindungsgemäße Bereich der axialen

Länge der Zähne eröffnet die Möglichkeit einer Herstellungsvereinfachung der Schaltmuffe. Es sind nämlich, um das Herausspringen des Ganges bei Belastung zu vermeiden, die miteinander in Eingriff kommenden und das Drehmoment übertragenden Zähne von Schaltmuffe und Kupplungskörper »hinterlegt«, wie bei Getrieben weiterhin üblich. Bei dieser Hinterlegung sind die Zahnflanken nicht parallel zur Achse, sondern dazu etwas geneigt. Die beiden aneinander anliegenden Zahnflanken der Zähne von Schaltmuffe und Kupplungskörper sind dabei so angeschrägt, daß bei der Übertragung eines Drehmomentes eine die Schaltmuffe in Richtung auf das Zahnrad drückende und damit den Eingriff der Zähne ineinander aufrechterhaltende Kraft auftritt. Das Herstellen der Hinterlegung, also der Anschrägung der Zahnflanken relativ zur Radachse ist zwar bei der Außenverzahnung des Kupplungskörpers sehr einfach möglich, es ist dies jedoch bei der Herstellung der Innenverzahnung der Schaltmuffe schwierig, weil die Schaltmuffe stets symmetrisch zu einer Mittelebene aufgebaut ist, weil dieselbe Schaltmuffe zum Schalten von zwei Gängen dient. Die Hinterlegung muß aber ebenfalls symmetrisch sein, was bedeutet, daß sich die Zähne zur Mittelebene der Schaltmuffe hin verjüngen. Sind aber nicht alle Zähne der Schaltmuffe in Eingriff mit dem Kupplungskörper, brauchen auch nicht alle Zähne der Schaltmuffe hinterlegt zu sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Zähne des Kupplungskörpers sich in Richtung auf das Zahnrad hin axial verjüngen, sind die das Drehmoment übertragenden verlängerten Zähne der Schaltmuffe hinterlegt, und es weisen die unverlängerten Zähne der Schaltmuffe zur Achse parallele Flanken auf. Dies vereinfacht die Fertigung, weil die verlängerten und daher axial vorstehenden Zähne der Bearbeitung zur Herstellung der Hinterlegung besser zugänglich sind. Trotzdem wird die gewünschte sichere Ganghaltung erzielt.

Es ist erforderlich, den Schaltweg für den Benutzer deutlich fühlbar zu begrenzen. Mechanische Anschläge im Bereich des Schaltgestänges bzw. der Übertragungsglieder der Schaltbewegung bedeuten einen zusätzlichen Aufwand. Es wird daher angestrebt, die Begrenzung der Schaltbewegung im Bereich der Schiebemuffe vorzusehen. Hierzu ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Zahndicke der unverlängerten Zähne der Schaltmuffe größer als die entsprechende Breite der Zahnlücke des Kupplungskörpers. Dadurch ist ein Ineingriffkommen auch dann verhindert, wenn die verlängerten Zähne noch nicht bis an das an den Kupplungskörper angrenzende Zahnrad stoßen (falls dessen Durchmesser ausreichend groß ist).

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anschließend erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine stark schematisierte Prinzipskizze eines vollsynchronisierten Vier-Gang-Vorgelegegetriebes,

F i g. 2 einen Teillängsschnitt durch eine Schaltmuffe mit angrenzenden Teilen,

F i g. 3 eine Ansicht der Schaltmuffe in Richtung des Pfeiles III der F ig. 2,

F i g. 4 eine Ansicht auf die Zähne der Schaltmuffe in Richtung des Pfeiles IV der F i g. 3,

F i g. 5 eine Ansicht auf die Zähne der Schaltmuffe in Richtung des Pfeiles V der F i g. 3 und

Fig.6 in gegenüber den übrigen Figuren stark vergrößerter Darstellung einen Teilschnitt entlang dem Teilkreis durch einige in Eingriff miteinander befindliche Zähne der Schaltmuffe und des Kupplungskörpers gemäß Linie VI-VI der F i g. 2.
Von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine

5 oder einem Antriebsmotor wird über eine Kupplung 1 eine Mitnehmerscheibe 2 in Drehung versetzt, die auf einer Antriebswelle 3 drehfest angebracht ist. Auf dieser Antriebswelle 3, die sich in ein Getriebe 4 hinein erstreckt, ist an deren stirnseitigem Ende ein Zahnrad 5

ίο drehstarr gelagert, das mit einem Zahnrad 6 kämmt, das auf einer Vorgelegewelle 7 drehstarr angebracht ist. An der Antriebswelle 3 ist stirnseitig ein Lager vorgesehen, in dem eine Antriebswelle 8 gelagert ist, auf der Zahnräder 9, 10 und 11 drehbar gelagert sind. Die Zahnräder 9, 10 und 11 kämmen ständig mit auf der Vorgelegewelle 7 drehstarr befestigten Zahnrädern 12, 13 bzw. 14. Die Zahnräder 5,9,10 und 11 nehmen mit zunehmender Entfernung von der Kupplung 1 im Durchmesser zu, die Zahnräder 6,12,13 und 14 nehmen in gleicher Richtung im Durchmesser ab. Wird das Zahnrad 5 mit der Abtriebswelle 8 gekuppelt, so ist der direkte oder vierte Gang eingeschaltet Durch Kupplung der Zahnräder 9 oder 10 oder 11 wird entsprechend jeweils der dritte, zweite oder erste Gang eingeschaltet.

Zum Schalten sind auf der Abtriebswelle 8 eine Schaltmuffe 15 zwischen den Zahnrädern 5 und 9 und eine Schaltmuffe 16 zwischen den Zahnrädern 10 und 11 drehstarr, aber axial verschiebbar, vorgesehen. An den den Schaltmuffen 15 bzw. 16 zugewandten Seiten sind an den Zahnrädern 5,9,10 und 11 Kupplungskörper 17 bzw. 18 starr befestigt Die Kupplungskörper weisen eine Außenverzahnung auf. Die Schaltmuffen sind zu einer zu ihrer Drehachse senkrechten Mittelebene symmetrisch gestaltet und mit einem Innenzahnkranz versehen. Durch axiales Verschieben der Schaltmuffen 15 bzw. 16 kann wahlweise eines der Zahnräder 5,9,10 oder 11 mit der Abtriebswelle 8 drehfest verbunden werden.

Die Darstellung in den F i g. 2 bis 5 ist gegenüber der Originalgröße üblicher Teile etwas vergrößert.

Die Zahnräder 10 und 11 sind gemäß der Darstellung in F i g. 2 mittels Nadellagern 19 auf der Abtriebswelle 8 drehbar gelagert. An den einander zugekehrten Seiten sind an den Zahnrädern 10 und 11 die Kupplungskörper 18 drehstarr befestigt, beispielsweise mittels einer Kerbverzahnung 20. Die Kupplungskörper 18 weisen die Gestalt einer Ringscheibe auf, deren Außenumfang mit Zähnen 21 versehen ist und in deren inneren Bereich an einer Seite ein hakenförmiger Ansatz anschließt, dessen Außenoberfläche von einer Konusfläche 22 gebildet ist. Jedem Kupplungskörper 18 ist ein Synchronisierring 23 zugeordnet, der mit einer auf die Konusfläche 22 passenden Konusbohrung 24 versehen ist und dessen Außenumfang mit den Zähnen 21 entsprechenden Sperrzähnen 25 versehen ist Außerdem ist der Synchronisierring 23 durch einen formschlüssigen Eingriff 26 mit einer Führungsmuffe 27 verbunden; dabei ist der formschlüssige Eingriff 26 so ausgebildet, daß eine begrenzte Verdrehung des Synchronisierringes 23 relativ zur Führungsmuffe 27 möglich ist Diese Verdrehung entspricht etwa dem Winkel der Zahnteilung der Sperrzähne 25. Die Führungsmuffe 27 ist starr auf der Welle 8 befestigt und ist außer mit Teil des formschlüssigen Eingriffes 26 bildenden Vorsprüngen, mit einer Außenverzahnung 28 versehen, mit der eine Innenverzahnung 29 der Schaltmuffe 16 in Eingriff steht Die Innenverzahnung 29 der Schaltmuffe 16 ist mit einer umlaufenden Ringnut

30 mit schrägen Flanken versehen, an deren Schrägflanken in der Neutralstellung der Schaltmuffe 16 eine Kugel 31 anliegt, die in einer radialen Bohrung 32 geführt ist und die von einer Schraubendruckfeder 33 belastet ist, die sich am Grund der Bohrung gegen die Führungsmuffe 27 abstützt. Die Schaltmuffe 16 ist ferner mit einer äußeren Umfangsringnut 34 versehen, in die in bekannter Weise eine Schaltgabel eingreift, die die Schaltkraft zum axialen Verschieben der Schaltmuffe 16 überträgt.

Die Innenverzahnung 29 der Schaltmuffe 16 ist entlang des Umfanges unterschiedlich ausgebildet. Hierzu ist der Umfang der Schaltmuffe 16 in sechs Bereiche unterteilt, nämlich in drei Bereiche A und in drei Bereiche B. Die Zähne der Innenverzahnung 29 der Schaltmuffe 16 in den Bereichen A sind untereinander gleich; ebenso sind die Zähne in den Bereichen B untereinander gleich. Es unterscheiden sich jedoch die Zähne in den Bereichen A von den Zähnen in den Bereichen B. Die Zähne in den Bereichen A sind in F i g. 2 im oberen Bereich dargestellt. Ihre axiale Länge ist so gewählt, daß ihre axialen Stirnseiten in der dargestellten Neutralstellung der Schaltmuffe 16 einen kleinen Abstand zu den Sperrzähnen 25 des Synchronisierringes 23 aufweisen. Dagegen sind die Zähne der Innenverzahnung 29 der Schaltmuffe 16 in den Bereichen B, wie in F i g. 2 im unteren Teil dargestellt, axial verlängert und stehen mit einem Abstand von etwa 2 mm den Zähnen 21 des Kupplungskörpers 18 gegenüber. Die Sperrzähne 25 des Synchronisierringes 23 sind nur in den Bereichen A vorhanden, sie fehlen dagegen in den Bereichen, die den Bereichen B der Schaltmuffe gegen iberstehen. Alle Zähne sind stirnseitig mit Dachschrägen 35 bzw. 36 bzw. 37 versehen, die ein Ineingriffkommen der nicht zwangsläufig Zahn auf Lücke stehenden Verzahnungen erleichtern.

Die verschieden langen Zähne 29/4 und 29ß der Schaltmuffe 16 liegen auf demselben Teilkreis; sie könnten jedoch auch auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sein. Die Anordnung auf demselben Kreis hat vor allem herstellungstechnische Vorteile, weil sämtliche Zähne 29 mit demselben, einen Kreisumfang als Außenkontur aufweisenden Räumwerkzeug hergestellt werden können. Anschließend an das Herstellen der Querschnittsform der Zähne wird dann die Länge eines Teiles der Zähne, nämlich der Zähne 29A vermindert. Es können aber auch Schaltmuffen 16 mit sehr hohen Zähnen 29 verwendet werden, welche in zwei verschiedenen radialen Ebenen angeschrägt sind, wobei die äußere Ebene axial verlängert ist.

Zum Einlegen eines Ganges wird die Schaltmuffe 16 axial verschoben. Dabei wird zunächst über die Kugeln

31 ein ggf. auch zur Herstellung des formschlüssigen Eingriffes 26 dienender Führungsstein axial verschoben, der relativ zur Führungsmuffe 27 unverdrehbar aber axial verschiebbar angeordnet ist. Dieser in der Zeichnung nicht näher dargestellte Führungsstein drückt den Synchronisierring 23 mit dessen Konusbohrung 24 gegen die Konusfläche 22, wobei sich der Synchronisierring 23 relativ zur Schaltmuffe 16 und &o relativ zu dem erwähnten Führungsstein um etwa eine halbe Zahnteilung der Sperrzähne 25 verdreht. Durch den Reibschluß zwischen den Konusflächen 22 und 24 wird das zugeordnete Zahnrad 10 bzw. 11 zusammen mit den mit ihm in Drehverbindung stehenden weiteren Rädern und Wellen beschleunigt oder verzögert, bis Synchronlauf erzielt ist. Damit endet dann das über den Synchronisierring 23 übertragene beschleunigende oder verzögernde Moment, und es kann die Schaltmuffe 16 durch die in ihre Neutralstellung zurückkehrenden Sperrzähne 25 hindurch in die Zähne 21 des Kupplungskörpers 18 eingeschoben werden. Die im Bereich B befindlichen Zähne kommen mit den Zähnen 21 des Kupplungskörpers 18 bereits in Eingriff, wenn die Innenverzahnung 29 mit den Sperrzähnen 25 in Eingriff gekommen ist. Bei der Ausführungsform, wie sie der Darstellung in Fig.2 im oberen Bereich entspricht, kommen zuerst die Zähne des Bereiches A mit den Sperrzähnen 25 in Eingriff, es kommen aber unmittelbar folgend die Zähne des Bereiches BmA den Zähnen 21 in Eingriff, ohne daß noch der Zwischenraum zwischen den Sperrzähnen 25 und den Zähnen 21 von der Schaltmuffe 16 überfahren werden muß. Der Abstand zwischen den Zähnen der Innenverzahnung 29 im Bereich ßund den Zähnen 21 in der Neutralstellung der Schaltmuffe 16 ist nur etwa so groß, daß bei axialer Verschiebung der Schaltmuffe 16 die Zähne des Bereiches B mit den Zähnen 21 erst dann in Eingriff kommen, wenn die Synchronisierung erfolgt ist und die Sperrzähne 25 den weiteren Verschiebeweg der Schaltmuffe 16 freigegeben haben.

Aufgrund der Trennung der Funktionen der verschiedenen Zahnbereiche der Schaltmuffe 16 ist es auch möglich, die Scheitelwinkel χ bzw. β von Dachschrägen 35 bis 37 oder Keilflächen an den axialen Stirnseiten der Zähne 29 auf die jeweilige Funktion optimal abzustimmen. Dadurch läßt sich das Schaltverhalten der Synchronisierung in gewünschter Weise beeinflussen und zusätzlich verbessern. Da die Zähne des Bereiches A mit ihren Dachschrägen 35 zwar mit den Dachschrägen der Sperrzähne 25, nicht aber mit den Dachschrägen 37 der Zähne 21 in Eingriff kommen, brauchen die Dachschrägen 35 nicht auf die Dachschrägen 37 abgestimmt sein. Dagegen sind die Dachschrägen 36 der Zähne der Innenverzahnung 29 im Bereich B auf die Dachschrägen 37 der Zähne 21 der Kupplungskörper 18 speziell abgestimmt. Es können daher auch die Scheitelwinkel α der Dachschrägen 35 von den Scheitelwinkeln β der Dachschrägen 36 abweichen, was seither nicht möglich war, weil seither nämlich sämtliche Zähne der Innenverzahnung 29 sowohl mit den Sperrzähnen 25 als auch mit den Zähnen 21 des Kupplungskörpers 18 in Eingriff kamen. Der Scheitelwinkel β der verlängerten Zähne 29ß liegt zwischen 80 bis 100° und beträgt vorzugsweise 90°. Dagegen beträgt der Scheitelwinkel α der unverlängerten Zähne 29/4 etwa 100 bis 120° und ist vorzugsweise mit 110° gewählt.

Die Zähne der Verzahnung 29 im Bereich B sind hinterlegt, also mit zur Achsrichtung schrägen Flanken 38 versehen. Dagegen sind die demgegenüber axial kürzeren Zähne aus dem Bereich A mit zur Achse und zueinander parallelen Flanken 39 versehen. Es ist zu erwähnen, daß die beiden Schrägflanken 38 eines Zahnes aus dem Bereich B in der Draufsicht zueinander keilförmig und nicht etwa zueinander parallel sind. Die Zähne 21 des Kupplungskörpers 18 sind mit entsprechenden Schrägflanken 40 versehen. Durch diese Ausbildung von Schaltmuffe und Synchronisierring ist es daher möglich, den Schaltweg der Schaltmuffe 16 erheblich zu verkürzen, ohne daß die Betätigungskraft erhöht wird. Die Verkürzung entspricht etwa der axialen Erstreckung der Sperrzähne 25 des Synchronisierringes 23.

Die erforderliche Schaltwegbegrenzung kann außer durch mechanische Anschläge oder durch Vergröße-

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rung der Zahndicke der unverlängerten Zähne 29A (Fig.6 unten) auch dadurch verwirklicht werden, daß die Zahnhöhe in radialer Richtung vergrößert wird, wodurch der Zahnkopf der Schaltmuffe 16 mit seiner Stirnseite an der Stirnseite des Zahngrundes des Kupplungskörpers anstößt. Grundsätzlich genügt es hierzu, wenn die Kontur der unverlängerten Zähne 29Λ

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an mindestens einer Stelle die Kontur der entsprechenden Zahnlücken des Kupplungskörpers 18 überdeckt. Auf diese Weise ist ebenfalls die gewünschte Schaltbegrenzung erzielt, ohne daß irgendein zusätzlicher Aufwand an Bauteilen oder Anschlägen od. dgl. zu treiben wäre.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Synchronisiereinrichtung für Schaltkupplungen, insbesondere von Schaltgetrieben für Kraftfahrzeuge mit zumindest einem durch axiales Verschieben einer mit einer Welle über eine Führungsmuffe drehstarr verbundenen Schaltmuffe mit Innenverzahnung in den Kraftfluß ein- bzw. aus ihm ausschaltbaren Räderpaar, an dessen mit der Schaltmuffe gleichachsigem Zahnrad ein Kupplungskörper mit Außenverzahnung starr befestigt ist, sowie mit einem Synchronisierring, der in Umfangsrichtung mit der Schaltmuffe in formschlüssiger und mit dem Kupplungskörper in reibschlüssiger Verbindung steht und der eine Sperrverzahnung aufweist, die ein Ineingriffkommen der Innenverzahnung der Schaltmuffe mit der Außenverzahnung des Kupplungskörpers erst bei Synchrondrehzahl zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest zwei, vorzugsweise an drei Stellen (B) des Umfanges die Zähne (29) der Schaltmuffe (16) axial in Richtung auf den Kupplungskörper (18) zu verlängert sind und daß der Synchronisierring (23) nur in den Bereichen (A) der unverlängerten Zähne (29) der Schaltmuffe (16) Sperrzähne (25) aufweist, wobei der Bereich (B) der verlängerten Zähne einen kleineren Sektor einnimmt als der Bereich, in dem die Schaltmuffe frei von Sperrzähnen ist.

2. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den axialen Stirnseiten der Zähne (29) der Schaltmuffe (16) vorgesehenen Dachschrägen (36) der verlängerten Zähne einen kleineren Scheitelwinkel (ß) einschließen als der Scheitelwinkel (α) der Dachschrägen (35) der mit den Sperrzähnen (25) des Synchronisierringes (23) zusammenwirkenden unverlängerten Zähne (29A).

3. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung eines Teiles der Zähne (295) der Schaltmuffe (16) so gewählt ist, daß die unverlängerten Zähne (29A) bei eingelegtem Gang von einer Drehmomentübertragung entlastet sind.

4. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 3, bei dem die Zähne des Kupplungskörpers sich in Richtung auf das Zahnrad hin axial verjüngen, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drehmoment übertragenden verlängerten Zähne (295) der Schaltmuffe (16) hinterlegt sind und die unverlängerten Zähne (29A) der Schaltmuffe zur Achse und zueinander parallele Flanken (39) aufweisen.

5. Synchronisiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahndicke der unverlängerten Zähne (29A) der Schaltmuffe (16) größer ist als die entsprechende Breite der Zahnlücken des Kupplungskörpers (18).