DE2714035C3 - Synchronisiereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Der Einsatz von Synchronisiereinrichtungen in Getrieben für höhere Leistungen mit entsprechend schweren Getriebeteilen erfordert höhere Synchronisiermomente, deren Erzeugung Schwierigkeiten bereitet, da die Schaltkräfte nicht in unzumutbarer Weise ansteigen dürfen und auch die Beanspruchung der Reibflächen mit Rücksicht auf die Lebensdauer nicht über ein bestimmtes Maß gesteigert werden kann. Einer größeren Dimensionierung der Reibflächen an der Einrücksperre bzw. dem zu kuppelnden Getriebeteil stehen meist Schwierigkeiten durch den stets knappen Bauraum entgegen.

Durch die DE-AS 10 34 040 ist eine Synchronisiereinrichtung bekannt, bei der der Gleichlauf über einen Konus am zu kuppelnden Getriebeteil und einem damit zusammenwirkenden Innenkonus am Sperrsynchronisierring durch Reibung herbeigeführt wird. Die dabei notwendige Kupplungskraft für das Andrücken des Sperrsynchronisierringes an das zu kuppelnde Getriebeteil wird in dieser Druckschrift von einer Einrichtung zwischen Getriebewelle und Sperrsynchronisierung durch die Umwandlung der Tangentialkraft in zwei Kraftkomponenten, wovon eine in axialer Richtung wirkt, verringert, so daß sich, ohne daß der Fahrer den Getriebeschalthebel stärker in Richtung der neuen Schaltstellung drückt, ein erhöhter Andruck am Konus ergibt, wodurch sich die Bremswirkung vergrößert und der Gleichlauf schneller erreicht wird. Die Abstützung des zu kuppelnden Getriebeteiles erfolgt dabei über einen Zwischenring und einen auf der Getriebewelle angebrachten Haltering. Obwohl die Anlagefläche des Zwischenringes in Verbindung mit der Anlagefläche des zu kuppelnden Getriebeteiles zur geringfügigen Vergrößerung der Reibfläche beiträgt, ergeben sich bei Syrichronisierungen dieser Art infolge des hohen AnpreUdruckes und der damit verbundenen hohen Reibung bezogen auf die Größe der Reibfläche, ein relativ hoher Verschleiß, und wenn diese nicht in Kauf genommen wird, eine zu lange Schaltzeit, Auch die Abführung der durch die hohe Reibung entstehenden Wärm« bereitet in solchen Einrichtungen infolge der wegen dem meist nur gering zur Verfügung stehenden Bauraum notwendigen kompakten Bauweise große Schwierigkeiten. Auch dieser Umstand trägt zum erhöhten Verschleiß bei

to Es ist deshalb Aufgabe dieser Erfindung, eine Synchronisiereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches zu schaffen, die, bezogen auf die Synchronisiermomente, mit minimalen Schaltkräften auskommt, geringen Verschleiß aufweist, einen verhältnismäßig

is geringen Bauraum benötigt und die trotzdem einfach im Aufbau und kostengünstig herstellbar ist

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches gelöst

Das zu kuppelnde Getriebeteil wird durch die

Axialkraft der Schiebemuffe gegen eine auf der Welle befestigte Anlaufscheibe gedrückt, die mit einer Reibkegelftäche versehen ist, welche in eine zugeordnete Reibkegelfläche am zu kuppelnden Getriebeteil eingreift Hierdurch wird ein wirkungsvoller, zweiter Reibungsschluß zwischen der Welle und dem Getriebeteil ermöglicht Durch die Anordnung der zweiten und dritten, konisch ausgebildeten Reibungsfläche an dem auf der Getriebeachse begrenzt verschiebbaren, zu kuppelnden Getriebeteil ist der Bauaufwand kaum größer als bei Synchronisiereinrichtungen, die nur eine Reibungsvorrichtung aufweisen.

Die verdoppelte Reibungsfläche läßt wesentlich kürzere Schaltzeiten zu und unterliegt infolge wesentlich geringerer, notwendiger Schaltkräfte auch einem geringeren Verschleiß.

Nach DE-OS 21 22 947 sind zwar Synchronisiereinrichtungen bekannt, in denen die Synchronisiermomente durch eine weitere Reibkegelvorrichtung gesteigert werden. Hierbei wird die Axialkr&ft der Schiebemuffe über einen ersten Synchronring über Reibkegelflächen auf einen mit dem zu kuppelnden Getriebeteil drehfest jedoch axial zu diesem beweglich verbundenen Synchronisierkonus und von diesem über angeschrägte Stirnflächen auf einen zweiten Synchronisierring übertragen, der mit einem auf der Welle befestigten, zweiten Synchronisierkonus über Reibkegelflächen in Verbindung steht Diese bekannte Synchronisiereinrichtung ist kompliziert im Aufbau und schwierig herstellbar, denn das zu kuppelnde Getriebeteil ist mit Durchbrüchen zu

so versehen und es sind dieser erste Synchronisierkonus und der zweite Synchronisierririg als komplizierte Ringteile erforderlich, die jeweils mit Klauen und verschiedenen Stirnanschlägen an diesen Klauen zu versehen sind, so daß insgesamt ein erheblicher

Aufwand verursacht wird.

Ein schematisches Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung erläutert

Auf einer Welle 10 sind zwei Zahnräder 20 und 40 auf Nadelkäfigen drehbar gelagert, die wahlweise über die

μ dargestellte doppelte Synchronisiereinrichtung mit der Weile gekuppelt werden können. Die Synchronisiereinrichtung umfaßt eine mittelbar Ober einen Muffenträger 11 auf der Welle 10 axialverschiebbar und drehfest angeordnete Schiebemuffe 12, die wahlweise in mit dem jeweiligen Zahnrad einstückig ausgebildeten Kupplungszahnkränze 21 bzw. 41 einrückbar ist sowie je einen Reibkegelring 22 bzw. 42 als Einrücksperre, dessen Sperrzähne 23 bzw. 43 jeweils zwischen der

Schiebemuffe 12 und den Kupplungszahnkränzen liegen. Die Reibkegelringe 22, 42 weisen jeweils kegelige Reibflächen 24, 44 auf, die mit entsprechend geformten Gegenflächen 25, 45 an den Zahnrädern zusammenwirken und die im Sperrzustand durch die Axialkraft der Schiebemuffe 12 über die jeweiligen Sperrzähne 23 bzw. 43 gegeneiriandergedrückt werden, um so ein Synchronisiermor.ient zur Herbeiführung des Gleichlaufs zu erzeugen.

Die über die Reibflächen 24, 25 bzw. 44, 45 auf das jeweilige Zahnrad 20 bzw. 40 übertragene Axialkraft wird jeweils durch Aiilaufscheiben 26 bzw. 46 und Sicherungsringe 27 bzw. 47 auf die Welle 10 übertragen, da die Lagerung der Zahnräder (Nadelkäfige) keinerlei Axialkräfte abstützen können. Die Anlaufscheiben 26, 46 sind jeweils über Formschlußverzahnungen 28 bzw. 48 mit der Welle 10 drehfest verbunden und an ihrem äußeren Umfang mit Kegelflächen 29 bzw. 49 versehen, deren Durchmesser und Kegelwinkel etwa gleich sind mit den entsprechenden Werten der Reibflächen 24,25 bzw. 44, 45, und deren entsprechend geformte Gegenflächen 30, 50 an den äußeren Planierten der

Zahnräder 20,40 zugeordnet sind. Die Abstützung der von der Schaltmuffe ausgeübten Axialkraft erfolgt iiur über die Flächen 29,30 bzw. 49,50, so daß an jedem zu kuppelnden Zahnrad 20 bzw. 40 jeweils zwei kegelige Reibungskupplungen vorhanden sind, wodurch die Axialkraft der Schiebemuffe zweifach genutzt wird, um ein hohes Synchronisiermoment zu erzielen.

Die Anwendung einer derartigen Synchronisiereinrichtung ist ohne weiteres auch in Getrieben mit Schrägverzahnungen möglich, dabei ist jedoch die Axiakomponente aus der Zahnkraft zu beachten. Die außenliegenden Reibflächen 29, 30 bzw. 49, 50 werden beim nicht eingeschalteten Zahnrad u.U. durch die geringe Zahnkraft aus dem Leerlaufmoment belastet In vielen Fällen wird es möglich sein, den Steigungssinn so zu wählen, daß durch die Leerlaufreibung eine nach innen (gegen den Muffenträger 11) gerichtete Axialkomponente entsteht Ferner ist es möglich, eine schwache axiale Federung vorzusehen, die das jeweils nicht geschaltete Zahnrad gegenübr der Anlaufscheibe auf Abstand hält

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Synchronisiereinrichtung zum synchronisierten Kuppeln eines Getriebeteiles (z, B, eines Zahnrades), mit einer Welle, mit einer mittelbar oder unmittelbar auf der Welle axial verschiebbar und drehfest angeordneten Schiebemuffe, die in einem mit dem Getriebetei] fest verbundenen Kupplungszahnkranz einrückbar ist, mit einer im Zustand des Nichtsynchronismus auf die Schiebemuffe wirkenden und mit einer ersten Reibfläche versehenen Einrücksperre, wobei diese erste Reibfläche und eine zugeordnete, mit dem zu kuppelnden Getriebeteil drehfest verbundene Reibfläche im Sperrzustand durch die Axialkraft der Schiebemuffe gegeneinander gepreßt werden und die Axialkraft weiterhin über eine dritte und vierte Reibfläche geleitet wird, die an dem zu kuppelnden Getriebeteil bzw. an einer auf der Welle drehfest angeordneten Anlaufscheibe angebracht sind, um gemeinsam mit der ersten und zweiten Reibfläche den Synchronismus von Getriebetei! und Welle herbeizuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte (30,50) und vierte (29,49) Reibfläche konisch ausgebildet sind und das zu kuppelnde Getriebeteil (20, 40) axial verschiebbar angeordnet ist