DE2758394A1

DE2758394A1 - Sperreinrichtung fuer eine formschluessige kupplung

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Publication number: DE2758394A1
Application number: DE19772758394
Authority: DE
Inventors: Elmer Aaron Richards
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1977-06-02
Filing date: 1977-12-28
Publication date: 1978-12-07
Also published as: BR7803595A; AU3662178A; MX4309E; JPS541749A; ES470389A1; CA1089677A; FR2393204B1; JPS642817B2; IT1096602B; GB1586457A; AR214927A1; IT7824096A0; FR2393204A1; AU518226B2; DE2758394C2; US4141440A

Description

Sperreinrichtung für eine formschlüssige Kupplung

Die Erfindung betrifft eine Sperreinrichtung mit einem unverformbaren Sperr-Ring, der auf einem ersten Kupplungsteil einer aus zwei axial miteinander in Eingriff bringbaren formschlüssigen Kupplung sitzt, bezüglich des ersten Kupplungsteiles begrenzt verdrehbar ist und bei Beginn des Einkupplungsvorganges von dem zweiten Kupplungsteil mitnehmbar ist, wobei in Abhängigkeit von der Feststellung des Auftretens einer einer bestimmten Verdrehung des Sperr-Ringes bezüglich des ersten Kupplungsteiles entsprechenden, nichtsynchronenDrehbewegung der beiden Kupplungsteile die gegenseitige axiale Eingriffnahme der beiden Kupplungsteile sperrbar ist.

Derartige Sperreinrichtungen finden allgemein bei Kupplungen, und insbesondere bei Geschwindigkeitswechselgetrieben Verwendung, die von einer Antriebsquelle angetrieben sind und häufig mehrere Nebenwellen aufweisen sowie durch elastisch wirksame Schalteinrichtungen es gestatten, die einzelnen Stufen einzuschalten.

Bei der Konstruktion von Getrieben, insbesondere für schweren Betrieb, wie sie etwa in Lastkraftwagen verwendet werden, besteht seit langem die Schwierigkeit der Umschaltung des Getriebes auf verschiedene Geschwindigkeitsstufen. Dieses Problem wird noch größer, wenn das Getriebe mit einem Hilfsgetriebeteil versehen ist, das als Bereichs- oder Abstufungsgetriebc dient, um die Zahl der einschaltbaren Ubersetzungsstufen zu vergrößern. Bei den meisten bekannten Getrieben ist der Umschaltvorgang entweder verhältismäßig schwierig und/oder der Schaltmechanismus ist verhältnismäßig verwickelt. Im Getriebebau geht deshalb das Bestreben seit langem dahin, die Umschaltung zu verbessern, die Schaltgeschwindigkeit zu erhöhen und den Schaltmechanismus selbst zu vereinfachen sowie

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dessen Kosten herabzusetzen.

Insbesondere benötigen die meisten bekannten Getriebe eine verhältnismäßig große Gewandtheit der Bedienungsperson oder aber es müssen auf jeden Fall Synchronisationseinrichtungen verwendet werden, von denen verschiedene Arten in Gebrauch sind, um damit die Drehzahlen der Klauen- oder Zahnkupplungsteile im wesentlichen zu synchronisieren, bevor diese beim Umschalten von einer Ubersetzungsstufe in eine andere miteinai der in Eingriff kommen dürfen. Die Verwendung von Synchronisationseinrichtungen ermöglicht zwar die Durchführung des Schaltvorganges überhaupt; ihre Verwendung ergibt aber, wie bekannt, einen bestimmten Aufwand an Gewicht, Platzbedarf und Antriebsenergie, der, wenn möglich, zumindest herabgesetzt werden sollte.

Diese und andere Probleme bekannter Getriebe sind beispielsweise in den US-PSen 3 799 OO2, 3 910 131, 3 921 469, 3 924 4( und 3 9 83 979 beschrieben, in denen im einzelnen ein zuverlässiges wirkungsvolles und leistungsfähiges Getriebe, insbesondere für schweren Betrieb, erläutert ist.

Die beiden in diesen Patentschriften beschriebenen Ausführungsformen von Getrieben, nämlich von solchen, die Sperreinrichtungen verwenden und solchen, die auf solche Sperreinrichtungen verzichten, können zwar die ihnen zugrundeliegende. Aufgabe jeweils lösen, doch hat sich in der Praxis gezeigt, daß aus bekannten Gründen sowohl das Getriebegeräusch als auch der Verschleiß der Kupplungszähne durch den Einsatz der in diesen Patentschriften beschriebenen Sperrsynchronisationseinrichtungen herabgesetzt werden können. In der Folgezeit wurden deshalb erhebliche Anstrengungen unternommen, um einerseits den Aufbau der Sperrsynchronisation zu vereinfachen und andererseits die Wirkungsweise der Sperreinrichtung und der damit ausgestatteten Getriebe zu verbessern.

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Sperreinrichtungen der verschiedenen Art sind an sich bekannt; Beispiele dafür können etwa aus den bereits erwähnten US-Patentschriften und aus der US-PS 3 503 280 entnommen werden.

Sperreinrichtungen, wie sie in diesen Patentschriften beschrieben sind, sind im wesentlichen unverformbare Vorrichtungen, die derart ausgelegt sind, daß sie die Eingriffnähme der axial einkuppelbaren Kupplungsteile einer Klauenkupplung verhüten oder sperren, solange die Kupplungsteile mit betrachtlich unterschiedlichen Drehzahlen umlaufen, d.h. nicht im wesentlichen synchronisiert sind. Getriebe, die derartige Sperreinrichtungen benutzen, werden in der Regel als "Getriebe mit Sperrsynchronisation" bezeichnet. Die Sperreinrichtungen sind in der Regel auf einem Kupplungsteil derart angeordnet, daß sie von diesem über einen begrenzten Bereich der Relativverdrehung (typischerweise 3 bis 15 ) mitgenommen werden können. Die Sperreinrichtung und das zugeordnete Kupplungsteil weisen eine Anzahl Vorsprünge od.dgl auf, die es dem einen Kupplungsteil gestatten, sich bezüglich des anderen Kupplungsteils axial zu bewegen sowie eine fluchtende Ausrichtung hergestellt ist, während andererseits durch diese Vorsprünge od.dgl. eine relative Axialbewegung gesperrt wird, wenn die Sperreinrichtung entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn bezüglich des Kupplungsteiles verdreht ist. Die Sperreinrichtung ist derart aufgebaut, daß sie mit dem zweiten Kupplungsteil während eines Eingriffsvorganges in reibschlüssiger Berührung steht und damit mit dem zweiten Kupplungsteil mitumlaufen will.

Wenn man z.B. annimmt, daß eine Sperreinrichtung bekannter Art verwendet wird und die Kupplungsteile im Uhrzeigersinn umlaufen, so gilt, daß wenn das erste Kupplungsteil schneller als das zweite Kupplungsteil umläuft, daß bei Beginn eines Kupplungsvorganges oder der Eingriffnahme die Sperreinrichtung bezüglich des ersten Kupplungs-

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teiles im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird, so daß sie eine Axialbewegung des ersten Kupplungsteiles auf das zweite Kupplungsteil zu verhindert. Wenn das zweite Kupplungsteil schneller als das erste Kupplungsteil umläuft, wird die Sperreinrichtung bezüglich des ersten Kupplungsteiles im Uhrzeigersinn verdreht, wobei die Sperreinrichtung eine Axialbewegung des ersten Kupplungsteiles auf das zweite Kupplungsteil zu verhindert. Falls das erste Kupplungsteil ursprünglich schneller und dann langsamer als das zweite Kupplungsteil umläuft, würde die Sperreinrichtung bezüglich des ersten Kupplungsteiles aus einer im Gecjenuhrzeigersinn bezüglich des ersten Kupplungsteiles verdrehten Stellung im Uhrzeigersinn in eine etwa im Uhrzeigersinn verdrehte Stellung gedreht werden. Während dieser Relativdrehung würde die Sperreinrichtung zumindest während einer begrenzten Zeitspanne auf das erste Kupplungsteil ausgerichtet werden und damit aufhören, dessen Axialbewegung auf das zweite Kupplungsteil zu zu sperren. Diese Bewegung der Sperreinrichtung wird normalerweise als "Durchgang durch den Synchronismus" bezeichnet. Die Kupplung "läuft durch den Synchronismus", wenn die beiden Kupplungsteile im wesentlichen eine synchrone Drehbewegung erreichen; der Einkupplungsvoryang oder die Getriebeumschaltung sollte zu diesem Zeitpunkt beendet sein. Da die Sperreinrichtung derart ausgelegt ist, daß sie in dauernder reibschlüssiger Berührung mit dem zweiten Kupplungsteil lediglich während eines Einkupplungsvorganges ist - um damit einen unzweckmäßigen Reibungsverschleiß zu verhüten - war es unter bestimmten Bedingungen möglich, daß die Sperreinrichtung zu Beginn eines Einkupplungsvorganges auf die "falsche Seite des Synchronismus eingestellt wird, d.h. bezüglich des ersten Kupplungsteiles im Uhrzeigersinn verdreht wird, wenn das erste Kupplungsteil schneller als das zweite Kupplungsteil oder umgekehrt umlief. Unter diesen Bedingungen war es insbesondere dann, wenn das Kraftfahrzeug stillstand, schwierig und/oder unmöglich, die Sperreinrichtung durch den Synchronismus durchlaufen zu las-

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sen, v/as bedeutet, daß es schwierig und/oder unmöglich war, das Getriebe in den gewünschten Gang umzuschalten.

Bei diesen etwas ungewöhnlichen Betriebsbedingungen, bei denen die Sperreinrichtung falsch bezüglich des ersten Kupplungsteiles steht, konnte die notwendige Gangumschaltung (Durchführung des Kupplungsvorganges) nur stattfinden, wenn ein selbstausrichtender Mechanismus vorgesehen war, der die Sperreinrichtung auf den ersten Zahn- oder Klauenkupplungsteil ausrichtete oder wenn die Sperreinrichtung etwa durch eine kurzzeitige Umkehrung der Drehrichtung der Hauptwelle des Getriebe auf die andere Seite des Synchronismus gebracht wurde. Eine solche kurzzeitige Drehrichtungsumkehr konnte normalerweise dadurch erreicht werden, daß kurzzeitig aus der Leerlaufsteilung in den Rückwärtsgang umgeschaltet wurde.

Es liegt auf der Hand, daß darin ein erheblicher Nachteil begründet ist und dieses eine recht unerwünschte Bedienungsweise darstellt, die die kommerzielle Verwendung eines sonst sehr brauchbaren Getriebes ausschließen kann. Selbstausrichtungsmcchanismen zu dem erwähnten Zweck sind an sich wirkungsvoll; sie bedingen aber eine» verhältnismäßig komplizierten Aufwand und müssen normalerweise zusammen mit Bremsen für die Eintriebswelle verwendet werden. Ein Weg, um diesem Problem abzuhelfen oder wenigstens es zu lindern, bestand in der Verwendung von Einrichtungen, wie sie in den ÜS-Psen 3 924 484, 3 983 979 beschrieben sind. Wenngleich diese Vorgangsweise sich als wirkungsvoll erwiesen hat, so hat es sich doch als notwendig gezeigt, wenigstens die den Getrieberädern des niederen Ganges zugeordnete formschlüssige mit einer Sperreinrichtung versehene Kupplung zu verbessern.

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Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sperreinrichtung zu schaffen, die mit der formschlüssigen Kupplung verwendet werden kann, welche der Getriebestufe niedriger Übersetzung eines einfachen Geschwindigkeitswechselgetriebes oder des Hauptgetriebeteils eines Verbundgetriebes mit Unterteilung der Getriebestufen zugeordnet istι und die die Bedienung des Getriebes durch Erleichterung der Gangumschaltung vereinfacht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Sperreinrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß durch sie lediglich eine erste Nichtsynchronisationsbedingung feststellbar ist, bei der ein erstes Kupplungsteil in einer vorbestimmten Drehrichtung schneller als das zweite Kupplungsteil umläuft und daß sie bezüglich der Feststellung einer zweiten Synchronisationsbedingung, bei der das zweite Kupplungsteil in der vorbestimmten Drehrichtung schneller als das erste umläuft, unwirksam ist.

Die neue Sperreinrichtung ergibt eine Kupplungskonstruktion sehr einfachen Aufbaus und/oder geringer Herstellungskosten. Durch die Erfindung wird zuverlässig das Auftreten eines Zustandes verhindert oder auf ein Minimum reduziert, indem die Sperreinrichtung auf die falsche Seite des Synchronismus eingestellt und damit daran gehindert wird, das Auftreten der Synchronisationsbedingung festzustellen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Geschwindigkeitswechsel-Verbundgetriebe mit Unterteilung der Getriebestufen, bei dem eire Sperreinrichtung gemäß der Erfindung mit zugeordneter Kupplung bei den dem ersten Gang des Hauptgetriebeteiles zugeordneten Getriebezahnradern vorgesehen ist, während die übrigen Geschwindigkeitsstufen Kupplungen und Sperrsynchronisationseinrichtungen bekannter Art aufweisen, in einer Darstellung, bei der der Hauptgetriebeteil längs der Linie 1-1 der Fig. 3 und der Hilfsgetriebeteil längs der Linie 1-1A der Fig. 3 geschnitten ist, in einer Seitenansicht,

Fig. 2 das Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie 2-2 eier Fig. 3 in einer Seitenansicht,

Fig. 3 das Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie 3-3 der Fig. 1 in einer Seitenansicht,

Fig. 4 den grundsätzlichen Aufbau einer formschlüssigen Kupplung mit zugeordneter Sperrsynchronisationseinrichtung bekannter Art des Geschwindigkeitswechselgetriebes nach Fig. 1 im axialen Schnitt in einer Seitenansicht und im Ausschnitt sowie in einem anderen Maßstab,

Fig. 5 die Anordnung nach Fig. 4 in einer Ansicht längs der Linie 5-5 der Fig. 4 in einer Seitenansicht,

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Fig. 6 einen Ausschnitt der Anordnung nach Fig. 4 unter
Veranschaulichung des Zustandes beim Auftreten
der die Gangschaltung gestattenden Synchronisationsbedingung in einer Draufsicht,

Fig. 7 den Sperr-Ring der Anordnung nach Fig. 5 im Ausschnitt und in einem anderen Maßstab,

Fig. 8 die Anordnung nach Fig. 7 in einer Ansicht längs der Pfeile 8-8 der Fig. 7 und im Ausschnitt,

Fig. 9 eine formschlüssige Kupplung mit zugeordneter

Sperreinrichtung erfindungsgemaßer Bauart des
Geschwindigkeitswechselgetriebes nach Fig. 1, eingesetzt zur wahlweisen Ankupplung des dem ersten Gang
zugeordneten Hauptwellenzahnrades an die Hauptwelle, im axialen Schnitt in einer Seitenansicht und in
einem anderen Maßstab,

Fiq.10 die Anordnung nach Fig. 9 in einer Ansicht längs der Linie 10-10 der Fig. 9,

Fig.11 den Sperr-Ring der Anordnung nach Fig. 10 im Ausschnitt in einer Seitenansicht und

Fiq.12 die Anordnung nach Fig. 11 in einer Ansicht in Richtung der Pfeile 12-12 der Fiq. 11 im Ausschnitt.

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in der folgenden Beschreibung wird der Einfachheit halber eine bestimmte Terminologie benutzt, üie jedoch nicht in irgendeiner Weise beschränkend zu verstehen ist. Die Worte "nach oben", "nach unten" 'nach rechts" una 'nach links" bezeichnen Richtungen in aer Zeichnung, auf üie Bezug genommen v/ird. Die Worte "vorwärts" und "rückwärts" beziehen sich jeweils auf das vordere bzw. rückwärtige Lndc des Getriebes/ v/ie dieses zweckmäßigerweise in das Kraftfahrzeug eingebaut ist, ct.h. sie bedeuten die rechte bzw. die linke Seite des Getriebes, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Die Worte "einwärts" und "auswärts" bezeichnen Richtungen, die auf UCi) geometrischen Mittelpunkt der Vorrichtung und einen bestimmten Teil derselben hin oder von diesem weg weisen. Die verwendete Terminologie enthält die angeführten Worte, Ableitungen davon und Worte ähnlicher Bedeutung.

Der Ausuruck "einfaches Getriebe" wird zur Bezeichnung eines Goschwindigkeitswechselgetricbes bezeichnet, bei dem die Bedienungsperson aus einer Anzahl einzelner Getriebeuntersetzungen eine beliebige auswählen kann. Der Ausdruck "VerljuncKjetriebe" wird zur Bezeichnung eines Getriebes verwendet, aas einen llauptgutriebeteil und einen Hilfsgetriebeteil aulweist, so daß die in dem Hauptgetriebeteil gewählte Getriebeuntersetzung durch eine außerdem noch in dem Hilfsgetriübctcil gewählte Getriebeuntersetzung weiter abgewandelt werden kann, unter dem Ausdruck "Abstufungs-Verbundgetriebe" (Splitter-Verbundgetriebe) wird ein Verbundgetriebe verstanden, bei dem das Hilfsgetriebe dazu verwendet wird, verschiedene/wahlweise einschaltbare Stufen des Übersetzungsverhältnisses zu erzielen, welches in dem llnuptgetriebeteil gewählt ist. Das Wort "hochschalten" bedeutet dns Umschalten aus einem Getriebeübersetzungsverhältnis niedriger Geschwindigkeit in ein Getriebeübers'M-.zunijsverhältnis höherer Geschwindigkeit. Umgekehrt wird der Ausdruck "hurunterschalten" bedeuten', daß die Umschaltung von einem Getriebeübersetzungsverhältnis höherer Ge-

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schwindigkeit auf eines niedrigerer Geschwindigkeit erfolgt. Die Ausdrücke "niedriger Geschwindigkeitsgang" oder"niedriger Gang" und/oder "erster Gang" bezeichnen das Getriebeübersetzungsverhältnis, welches in einem Getriebe für den Betrieb mit der niedrigsten Vorwärtsgeschwindigkeit verwendet werden kann, d.h. jenen Rädersatz, der bezüglich der Eintriebswelle des Getriebes das höchste Untersetzungsverhältnis aufweist.

Die neue Sperreinrichtung wird im Zusammenhang mit einem elastisch schaltbaren Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einer schwimmenden Hauptwelle und einer Anzahl im wesentlicher, gleicher Vorlegwellen beschrieben, wie es im einzelnen in der US-PS 3 799 002 erläutert ist. Wenngleich die neue Sperreinrichtung im Zusammenhang mit einem solchen elastisch schaltbaren Geschwindigkeitswechselgetriebe beschrieben wird, so ist doch darauf hinzuweisen, daß die neue Sperreinrichtung an sich mit jeder Art einer formschlüssigen axial betätigbaren Kupplung verwendet werden kann und insbesondere zur Verwendung im Zusammenhang mit axial in Eingriff bringbaren Klauenkupplungsanordnungen für Geschwindigkeitswechselgetriebe geeignet ist.

Was die Einfügung der neuen Sperreinrichtung und der bekannten Sperreinrichtungen in das ganze schaltbare Geschwindigkeitswechselgetriebesystem anbelangt, so werden die Sperreinrichtungen jeweils zwischen zwei axial relativ zueinander verschiebbaren Teilen oder Elementen oder wenigstens einem von diesen eingefügt, wobei vorzugsweise die meisten oder alle formschlüssigen Kupplungen des Getriebes mit üblichen Reibungseinrichtungen vorgesehen sind, um die Sperreinrichtung mit einem dieser Elemente mitzunehmen, wenn sich die Kupplungselemente während eines Kupplungsvorganges aufeinander zu bewegen. Eines dieser Kupplungselemente ist oft einstückig in Gestalt einer Innenverzahnung mit einem Hauptwellenzahnrad ausgebildet. Beim

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Kupplungsvorgang begrenzt die Sperreinrichtung die axiale Relativbewegung, bis im wesentlichen Synchronisation zwischen den bei einer bestimmten Umschaltung mitwirkenden Kupplungselementen erzielt ist.

Die neue Sperreinrichtung und die bekannten

Sperreinrichtungen sowie die anderen Kupp-

lungselcmente eines gegebenen Paares miteinander kuppelbarer Kupplungstcile sind typischerweise mit leicht angeschrägten vorderen Flächen an den Synchronisationszähnen versehen, um eine Entsperrung zu erzielen, wenn die Hauptwelle sonst mit keinem anderen Hauptwellen zahnrad gekuppelt ist; dadurch soll ein minimales Trägheitsmoment erzielt werden. Die Anschrügung der Synchronisationszähne ist jedoch nicht ausreichend, um bei einer normalen Schaltung eine EntSperrung zu erzielen; sie beeinträchtigt deshalb nicht die notwendige Funktion bei einer normalen Umschaltung. Wie aus den US-PSen 3 SJ21 4 69, 3 92 4 404 zu ersehen, können außerdem noch Einrichtungen vorgesehen sein, durch die eine beträchtliche axiale Mitnahme bei einem Minimum von Mitnahme in der Drehrichtung dauernd zwischen dem Synchronisationsring und dem dadurch gesperrten Kupplungsteil erreicht wird. Dadurch v/ird der Synchronisationsring bei der Axialbewegung des erwähnten Kupplungsteiles axial in Eingriff mit dem Antriebskonus des anderen Kupplungsteiles gedrückt, wodurch er gegen die Wirkung seiner eigenen Massenträgheit bezüglich des zugeordneten Zahnrades lagerichtig gehalten wird. Dieses Merkmal gewährleistet, daß die Sperreinrichtung bezüglich des durch sie gesperrten Teiles vor der Berührung der Sperrfläche des anderen Kupplungsteilcs lagerichtig steht.

Sowohl das bekannte Sperrsynchronisationselement als auch ciie neue Sperreinrichtung enthalten außerdem vorteilhafte Merkmale insoweit, daß lediglich ein Teil eines Zahnes eines Kupplungsteiles entfernt werden muß,

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während eier Sperr-Ring mit einem Paar Zähne oder Vorsprünge versehen ist, die auf das Kupplungsteil zuweisend angeordnet sind, von ucin ein Teil des einen Zahnes entfernt worden ist. DicGo Zähne sind in einem solchen Abstanu ain Umfang angeordnet, daß sie den verbleibenden Teil des einen Zahnes bei Eintritt der Synchronisation umgreifen, um dadurch die Entsperrunrjsbedingung einzustellen. Wenigstens einer dieser Sperrzähnc weist aber selbst in Umfangsrichtuncj Abmessungen auf, die kleiner sind als der Abstand zwischen den Zähnen des Kuppluugstciles, so daß er in zumindest einer Richtung über den Umfang verschoben werden kann und die Einstellung des Sperrzustandes gestattet. Die neue Sperreinrichtung verwendet einen Sperrzahn, dessen Abmessung kleiner als der Abstand zwischen den Zähnen des Kupplungsteiles ist sowie einen Sperrzahn, dessen Abmessung in Umfangs richtung im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Zähnen des Kupplungsteiles ist, so daß eine Bewegung in Umfangsrichtung und die Herstellung eines Sperrzustandes in lediglich einer Richtung möglich ist. Zusätzliche Gruppen, von denen jede einen teilweise entfernten Zahn des Kupplungsteiles und damit zusammenwirkende Zähne des Sperr-Ringes aufweisen, können erforderlichenfalls vorgesehen sein.

In der Zeichnung ist ein elastisch umschaltbares Geschwindigkeitswechselgetriebe 11 dargestellt, uas einen Ilauptgetriebeteil 12 und einen Hilfsgetriebeteil 13 aufweist, von denen jeder eine Anzahl wählbarer Übersetzungsstufen aufweist. Das dargestellte Getriebe wird als sogenanntes Verbundgetriebe bezeichnet und ist ein sogenanntes Abstufung s-Verbundge triebe (Splitter-Verbundgetriebe). Der Haupt- und der Hilfsgetriebeteil sind beide in üblichen Gehäusen abgeschlossen.

Das Getriebe weist eine Eintriebswelle 16 auf, die an ihrem hinteren Ende durch ein Lager 17 gelagert ist und verfügt

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außerdem über ein Eintriebszahnrad 18, das drehfest/etwa über Keile_;mit der Eintriebswelle 16 verbunden ist. Das Fintriebszahnrad 18 treibt gleichzeitig eine Anzahl Vorlegewellen mit jeweils gleicher Drehzahl an. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Getriebe mit zwei Vorlegcwellen 21, 22 versehen, die diametral einander gegenüberliegend beidseitig der Hauptwelle 2 3 liegen, wobei die Hauptwelle 23 koaxial mit der Eintriebswelle 16 fluchtet und an ihrem vorderen Ende mit einem Führungsteil 24 versehen ist, der in dem hinteren Ende der Eintriebswelle drehbar gelagert und gehaltert ist.

Jede der Vorlegewellen 21, 22 trägt eine identische Gruppe von Vorgelege-Zahnrädern 25, 26, 27, 28 und 29, wobei die Gruppen jeweils Räderpaare, wie etwa das Räderpaar 26, identischer Größe und Zähnezahl bilden, die diametral gegenüberliegend, beidseitig der Hauptwelle 23 angeordnet sind.

Auf die Hauptwelle 23 sind eine Anzahl Hauptwellen-Antriebszahnrader 31, 32, 33, 34 aufgesetzt, die durch nachgiebige Kupplungsmechanismen, wie sie im einzelnen noch beschrieben und in den oben erwähnten Patentschriften dargestellt sind/ wahlweise jeweils einzeln mit der Hauptwelle kuppelbar sind.

Die llauptwellen-Zahnräder 31, 32, 33, die die Hauptwelle 23 umschließen, stehen in dauerndem Eingriff mit den diametral gegenüberliegenden Paaren der Vorgelegezahnräaer 26, 27 bzw. 28, durch die sie schwimmend gelagert sind. Die Lagerungsteile und die speziellen sich daraus ergebenden Vorteile sind im einzelnen in den US-PSen 3 10b 395 und 3 335 616 beschrieben. Das Hauptwellengetrieberad 34 ist der Rückwärtsgang; es steht über übliche, nicht weiter dargestellte Zwischenzahnräder in dauerndem Eingriff mit einem Vorgelegezahnräderpaar 29. Die vordersten Vorgelegezahnräder 25 stehen dauernd in Eingriff mit dem Eintriebszahnrad 18, durch das sie angetrieben sind, so daß die Vorgelegewellen

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21, 22 gleichzeitig in Umlauf versetzt werden sowie die Eintricbswelle angetrieben wird. Wie aus Fig. 1 zu ersehen, ist das Eintriebszahnrad 18 mit einer bekannten Schaltgabcl 39 verbunden, die durch eine Schaltstange 37 gesteuert ist, welche es gestattet, das Lintriebszahnrad 18 axial zu verschieben und damit wahlweise eine direkte Antriebskupplung zwischen der Eintriebswelle 16 und dem Hauptwellenzahnrad 23 herzustellen.

Die liauptwellenzahnräder 31, 32 sind axial miteinander unter Ausbildung eines Zahnradpaares verbunden; sie stehen im übrigen mit einer üblichen Schaltgabel 36 in Verbindung. Die Stellung der Schaltgabel 36 ist in bekannter Weise durch geeignete Schaltstangen ähnlich der Srhaltstanae gesteuert. Das Hauptwellenzahnradpaar 31 - 32 ist axial bezüglich der Hauptwelle in Abhängigkeit von einer durch die Schaltstanae hervorgerufenen Axialverschiebung der Schaltgabul 36 verstellbar. Die Zahnräder 31, 32 sind jedoch unabhängig relativ zueinander drehbar. In ähnlicher Weise sind die Hauptwellen-Zahnräder 33, 34 ebenso axial derart miteinander verbunden, daß sie als Zahnradpaar initials der Schaltgabel 38 verschoben werden können, die ebenfalls durch eine geeignete Schalteinrichtung gesteuert ist. Das Hauptwellen-Zahnradpaar 33 - 34 ist in ähnlicher V/eise ebenso bezüglich der Hauptwelle 23 axial verschieblich und unabhängig verdrehbar. Bei dein bntcrteilungs-Hilfsgetriebcteil 13 ist zu ersehen, daß die Hauptwelle 23 in diesen Getriebeteil hineinragt und koaxial zu einer Abtriebswelle 58 angeordnet ist, in der sie geführt ist. Die Abtricbüwelle 58 ist ihrerseits in dem Gehäuse 13 durch geeignete Lager gelagert, wie sie allgemein bei 59 angedeutet sind. Der Getriebeteil weist außerdem eine Anzahl von Vorgelegewellen 66, 67 (Fig. 3) auf, von denen jede eine identische Gruppe von Vorgelege-Zahnrädern trägt, von welchen zwei bei 68, 69 (Fig. 1) dargestellt sind. Das erste Paar Vorgelegezahnräder 68 ist diametral beidseitig

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des liauptwellenzahnrades 71 angeordnet und steht mit diesem in dauerndem Eingriff. Das llauptwe Ilen zahnrad 71 ist schwimmend durch das vordere Vorgelegezahnradpaar, von denen eines das Zahnrad 68 ist, derart schwimmend gelagert, daß es die Hauptwelle 23 umfaßt. Ein weiteres llauptgetriebezahnrad 72 ist ebenso schwimmend und im wesentlichen aufeinanderfolgend bezüglich der Hauptwelle 23 durch das hintere Vorgelegezahnraderpaar gelagert, von dem eines das Zahnrad 69 ist. Schaltgabeln 73, 74 dienen zur Verschiebung der Zahnräder 71, 72, wobei diese Schaltgabeln 73, 74 durch geeignete Schaltstangen betätigt werden können, von denen eine bei 76 dargestellt ist und die ihrerseits durch geeignete Einrichtungen, wie etwa einen Druckzylinder 77, verstellbar sind. Geeignete an sich bekannte Steuerungseinrichtungen 7b dienen dazu, die Schalteinrichtungen der vorderen Zahnräder 18 sowie 31 - 34 und der Unterteilungszahnräder 71, 72 ordungsgemäß zu betätigen und aufeinander abzustimmen.

Die nachgiebigen Kupplungen zwischen den umschaltbaren Hauptwellenzahnrädern sind sowohl in dem llauptgetriebeteil als auch in dem Hilfsgetriebeteil vorgesehen; sie sind mit elastischen,sie in Eingriff drückenden Einrichtungen versehen, wie dies in den erwähnten Patentschriften beschrieben ist. Wenn auch die bei Sperreinrichtungen bekannter Art verwendeten Kupplungseinrichtungen nicht identisch miteinander sind, so sind sie doch im allgemeinen ähnlich, so daß es für die vorliegende Erfindung genügt, lediglich eine von ihnen in den Einzelheiten zu beschreiben, wobei dann unterstellt ist, daß das Gleiche für den Fachmann auch für die anderen Kupplungseinheiten gilt. Zu diesem Zweck wird deshalb auf die formschlüssige Klauenkupplungseinheit zwischen dem Hauptwellenzahnrad 72 und der Hauptwelle 23 in dem Hilfsgetriebeteil (vgl. Fig. 4) Bezug genominen . Diese Klauenkupplungseinheit ist allgemein mit 41 bezeichnet; sie weist eine ringförmige Kupplungs-

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muffe oder -teil 42 auf, der die Hauptwelle 23 umgibt. Der Kupplungsteil 42 ist mit einer Innenverzahnung 43 vorsehen, deren Zähne in einer entsprechenden Außenverzahnung 44 liegen, welche auf der Hauptwelle 23 dazu vorgesehen ist, den Kupplungsteilen 42 mit der Hauptwelle drehfest zu kuppeln. Die miteinander zusammenwirkenden Verzahnungen 43, 44 gestatten eine freie axiale Verschiebung des Kupplungsteiles 42 bezüglich der Welle 23. In den Außenumfang der Welle 23 ist eine Nut eingearbeitet, in welche ein Anschlagring 46 eingesetzt ist, an dem das Kupplungsteil 42 anliegt und dessen nach rechts gerichtete Bewegung begrenzt. Das Kupplungsteil 42 wird normalerweise durch eine Feder 47 elastisch in Anlage an dem Anschlagring 4 6 gehalten.

Die Kupplungsmuffe 42 trägt außen angeordnete Zähne 48, die mit innenliegenden Zähnen 50 in Eingriff kommen können, welche an einem der Hauptwellenzahnräder,etwa dem Rad 72, angeordnet sind. Die innenliegenden Zähne 50 bilden das andere Teil der Kupplung 41. Die Zähne 48 der Kupplungsmuffe 42 sind bei 51 angeschrägt; in ähnlicher Weise ist die vordere Kante der Zähne 50 des HauptwellenZahnrades bei 52 angeschrägt. Die angeschrägten konischen Flächen 51, 52 verlaufen jeweils unter einem Winkel von vorzugsweise 30 und 40° bezüglich der Längsachse der Hauptwelle 23. Das genaue Maß der Anschrägung und dessen Vorteile sind im einzelnen in der US-PS 3 265 173 erläutert. Das andere Ende dar Feder 47 wirkt elastisch auf eine andere Kupplungsmuffe 53 (Fig. 1) ein, die identisch mit der Kupplungsmuffe 4 2 ausgebildet, aber derart angeordnet ist, daß ihre abgeschrägten vorderen Zahnenden in die entgegengesetzte Richtung weisen.

Weitere elastische im wesentliche identische Kupplungsanordnungen sind auch für die anderen umschaltbaren Zahnradsätze vorgesehen; sie sind jedoch im Detail in den erwähnten

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US-Patentschriften beschrieben, so daß sich eine weitere Beschreibung hier erübrigt.

Ls wird nun auf die bekannte Sperrsynchronisationseinrichtun hingewiesen, die in der Zeichnung dargestellt und in die Klauenkupplungseinheit derart eingebaut ist, daß sie mit dieser zusammenwirken kann.

Wie aus Fig. 4 zu ersehen, sind eine bestimmte Anzahl, hier drei, der Zähne 48 teilweise entfernt, um das Einsetzen eine. im einzelnen noch zu beschreibenden Sperr-Ringes zu ermöglichen. Diese teilweise Entfernung läßt einen kürzeren Zahn 4 9 zurück, der mit dem Sperr-Ring zusammenwirkt.

In den Fig. 5 bis 8 sind bekannte Sperrsynchronisationseinrichtungen dargestellt, von denen eine allgemein mit 81 bezeichnet ist und einen Ring aufweist , welcher die Kupplungsmuffe 4 2 umgibt und eine geeignete Zahl, hier drei Paare, radial nach innen vorstehender Vorsprünge 82, 33 trägt, die - wenn sie die richtige Lage einnehmen - mit den erwähnten äußeren Zähnen in Eingriff stehen. Die einwärts weisenden Vorsprünge oder Zähne 82, 83 sind an ihren Seiten derart geformt, daß sie satt an den benachbarten Seiten der Zähne 48 anliegen; sie sind derart angeordnet, daß siein die Zwischen räume zwischen einem teilweise entfernten Zahn 49 und dem-Zahn 4 8 auf beiden Seiten davon ragen. Jedes Paar Vorsprünge 82, 83 weist,in Umfangsrichtung gesehen/eine kleinere Abmessung auf als die durch die teilweise entfernten Zähne 49 begrenzten,in Umfangsrichtung liegenden Dereiche ·, so daß der Spcrr-Ring 81, ausgehend von der Stellung nach Fig. 5, in der der Zwischenraum zwischen den Vorsprüngen 82, 83 auf den teilweise entfernten Zahn 49 ausgerichtet ist, entweder im Uhrzeiger- oder im Gegenuhrzeigersinn jeweils in begrenztem Maße bezüglich der Kupplungsmuffe 42 verdrehbar ist. Der Anschlag entweder des Sperrvorsprunges 82 oder des Sperrvorsprunges 83 an einem Kupplungszahn 48 begrenzt diese

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Relativbewegung und veranlaßt, daß der Sperr-Ring 81 mit der Kupplungsmuffe 42 umläuft. Der Zwischenraum zwischen den nach innen ragenden Vorsprüngen 82, 83 ist jedoch um das Spiel breiter als die entsprechende Umfangsabmessung des Zahnes 49, so daß bei ordnungsgemäßer Ausrichtung im Synchronismus (oder genauer, wenn die Relativdrehzahlen der Kupplungsteile durch den Synchronismus durchlaufen) die Vorsprünge 82, 83 den Zahn 49 übergreifen und die Kupplungsmuffe 42 sich axial durch den Sperr-Ring 81 hindurch, aber nicht über diesen hinaus bewegen kann, um damit mit dem entsprechenden,einstückig in einem zugeordneten Zahnrad ausgebildeten Kupplungsteil in Eingriff zu kommen. Wie aus Fig. ü zu ersehen, können die Stirnflächen der Sperr-Vorsprünge 62, 83 angeschrägt sein.

Wie es im einzelnen in den US-PSen 3 921 469, 3 924 484 beschrieben ist, kann die radial innen liegende Seite des Sperr-Ringes 81 mit einer einwärts weisenden Nut 54 verseilen sein, in die ein elastischer Ring 55 eingesetzt ist, der normalerweise einen geringfügig kleineren Innendurchmesser aufweist als dem Außendurchmesser der Verzahnung 48 entspricht, so daß im montierten Zustand der Ring 55 etwas nach außen verformt ist und aamit eine geringe aber definierte Druckkraft auf die Außenfläche der Verzahnung 48 ausübt. Da der Ring 55 lose eingesetzt ist und lediglich in geringem Reibschluß mit den Wänden der Nut 4ß steht, wird dadurch ein beträchtlicher Widerstand gegen Axialbewegung zwischen dem Sperr-Ring b1 und der Kupplungsmuffe 4 2 hervorgerufen, während andererseits der Relativbewegung zwischen diesen beiden Teilen lediglich ein unbedeutender Widerstand entgegensteht.

Von dem ^perr-Ring b1 ragt eine geeignete konische Fläche 5b radial nach außen; sie ist derart angeordnet, daß sie mit ^incr entsprechenden konischen Fläche 57 auf einer radial innen 1 leerenden Wand des Zahnrades 72 in Eingriff kommen kann Der erwähnte axiale Antrieb reicht aus, zu erreichen, daß die

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von der Flüche 57 auf acn Sperr-Ring 81 ausgeübte Antriebswirkung in Drehrichtuncj größer ist als jeder mögliche Drehwidorsland, der zwischen dem Sperr-Ring 81 und aer Kupplungsiiiufi'e Ί2 vorhanden sein kann, hin Anscnlagring üO begrenzt die von der konischen Flache 57 weggerichtete Bewegung des Sperr-Ringes o1, wenn die Kupplungsmuffe 42 außer Eingriff beweyt wird (in Fig. 4 nach links).

Die anderen beiden,uem Zahn 49 entsprechenden, teilweise entfernten Zähne sind bei 49Λ und 4¹JU angedeutet; den Vorsprüngei 82, iJJ oiitsprechenac, nach innen weisenüe Zähne ues Sperr-Hinges 81 sind mit 82Λ, 83Λ bezeichnet; sie wirken mit dem Teilzahn 4¹JA und bei Ü2B und 83B mit uem Teilzahn 49B zusammen .

Die Wirkungsweise des Spcrr-Ringes 81 ist im wesentlichen ähnlich jener bei bekannten Sperrsynchronisationseinrichtungen und insbesondere gleich wie bei avn Sperrsynchronisationseinrichtungen, die in üer US-PS 3 92 4 4 84 beschrieben sind. Wenn z.B. angenommen wiru, daß das Zahnrad schneller als die Kupplungsmuffe 42 umlauft, die ihrerseits naturgemäß mit uer gleichen Drehzahl wie die Hauptwelle 23 sich dreht, so wird der Sperr-king 81 normalerweise (wenn für den Augenblick uie Wirkung des Ringes b5 vernachlässigt wird) mit dem Zahnrad 72 umlaufen wollen, d.h. der Kupplungsmuffe 42 voreilen und die Vorsprünge 83, Ü3A, 83B in eine Stellung überführen, in der sie die Teilzähne 49, 49Λ, 49B behindern und damit eine axiale Kupplungsbewegung des Kupplungsteils nach rechts verhindern. Wenn die Hauptwelle 23 aber beschleunigt wird und sich uer Synchronisationsbedingung nähert, wird der Zwischenraum zwischen den nach innen weisenden Sperr-Vorsprüngen im wesentlichen mit den Teilzähnen auf der Außenseite der Kupplungsmuffe 42 ausgerichtet, so daß bei ünikehr der Relativdrehzahlen die Sperrsynchronisationseinrichtungcn nicht langer blockiert und die Kupplungsmuffe 42 in der üblichen Weise in Kupplungseingriff bewegt werden kann.

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Wenn das Zahnrad 72 zunächst langsamer als die Hauptwelle 23 umläuft, ist die Wirkungsweise im allgemeinen ähnlich der beschriebenen, mit der Ausnahme, daß der Sperr-Ring 81 hinter der Kupplungsmuffe 42 nachhinkt, bis eine Umkehr der Relativdrehzahlen stattfindet, d.h. der Durchgang durch den Synchronismus. Zu diesem Zeitpunkt hört die Sperrung auf, womit die Kupplung wieder in der bei solchen Einrichtungen an sich bekannten Weise zuständekommt.

Wenn man nun die Wirkung des Druck- oder Mitnahmeringes 55 betrachtet, so ergibt sich, daß wenn keine merkliche nach rechts gerichtete axiale Druckkraft wie in Fig. 4 auf den Spcrr-Ring 81 einwirkt, auch keine merkliche Reibung zwischen den konischen Flächen 56, 57 auftritt und demgemäß der Sperr-Ring 81 auch nicht mit dem Zahnrad 72 umlaufen will. Wenn jedoch die Kupplungsmuffe 42 beginnt, sich axial nach rechts zu bewegen, drückt die von dem Mitnalunering 55 ausgeübte axiale Mitnahme den Sperr-Ring 81 ebenso axial vor, daß zwischen den Reibflächen 56, 57 eine Eingriffnähme stattfindet. Da die von der Fläche 57 auf den Sperr-Rimj 81 ausgeübte in Drehrichtung wirkende Antriebskraft größer ist als der Drehwiderstand zwischen dem Sperr-Ring 61 und dem Kupplungsring, beginnt der Sperr-Ring 81 mit dem Zahnrad 72 umzulaufen, und zwar bevor die Vorsprünge des Sperr-Ringes 81 und die Zähne der Kupplungsmuffe 42 einander berühren.

Die neue Sperreinrichtung ist zum Einsatz

mit formschlüssigen Kupplungsanordnungen bestimmt, die dazu dienen, wahlweise das dem niedrigen Gang zugeordnete Hauptwellengctriebcrad 33 des Hauptgetriebeteils mit der Hauptwelle 23 zu kuppeln; sie kann im einzelnen aus den Fig. 9 bis 12 entnommen werden.

In Fig. 9 ist eine elastische formschlüsse Kupplungseinheit, und zwar die zwischen dem der niederen Geschwindigkeit züge-

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ordneten Ilauptwellenzahnrad 33 und der Hauptwelle 23 in dem llauptgetriebctcil angeordnete Kupplungseinheit dargestellt und allgemein mit 141 bezeichnet. Die nachgiebige Kupplunrjseinheit 41 weist eine ringförmige Kupplungsmuffe bzw. ein Kupplungsteil 142 auf, welche bzv/. welches die Hauptwelle 23 umschließt. Die Kupplungsmuffe 142 ist mit einer Innenverzahnung 143 versehen, die zwischen eine entsprechende Außenverzahnung 144 der Hauptwelle 23 derart eingreift, daß die Kupplungsmuffe 142 mit der Hauptwelle 23 drehfest verbunden ist. Die miteinander zusammenwirkenden Verzahnungen 143, 144 erlauben aber eine freie axiale Verschiebung der Kupplungsmuffe 142 bezüglich der Hauptwelle 23. In eine geeignete Nut auf der Außenseite der Welle 23 ist ein Anschlagring 14G eingesetzt, der mit der Kupplungsmuffe 142 zusammenwirkt und deren Axialbewegung begrenzt. Die Kupplungsmuffe 142 wird normalerweise mittels einer Feder 147 in Anlage an den Anschlagring 14G gedrückt.

Die Kupplungsmuffe 142 tragt außenliegende Zähne 148, die mit entsprechenden innenliegenden Zäunen 150 des der niedrigen Geschwindigkeit zugeordneten llauptwellenzahnrades 33 in Kingriff kommen können. Die innenliegenden Zähne des llauptwellenzahnrades 33 bilden das andere formschlüssige Kupplungsteil, das zusammen mit dem Kupplungsteil die -formschlüssige Klauenkupplung 141 darstellt. Die Kupp-

lungszähne 14 8, 150 können, wie etwa bei 151, 152, angeschrägt sein, wie dies im einzelnen im Zusammenhang mit der Kupplung 41 bereits beschrieben worden ist.

Die neue Sperreinrichtung ist allgemein

mit 181 bezeichnet; sie enthält einen im wesentlichen nicht--verformbaren Ring, welcher die Kupplungsmuffe 142 umgibt und eine geeignete Anzahl, hier drei Paare, radial nach innen ragender, im Abstand angeordneter Vorsprünge oder Zähne 182, 183 aufweist, die bei lagerichtiger Aus-

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richtung mit den erwähnten äußeren Zähnen 149 in Eingriff stehen. Die nach innen ragenden Vorsprünge oder Zähne 182, 183 sind an der Seite derart gestaltet, daß sie satt an den benachbarten Seiten der Zähne 143 anliegen; sie sind derart angeordnet, daß sie in die Zwischenräume zwischen einem teilweise entfernten Zahn 149 und Zähnen 148 auf beiden Seiten dieses Zahnes hineinragen. Das Paar Zähne oder Vorsprünge 182, 183 weist, als Paar gesehen,in Umfangsrichtung eine Abmessung Λ auf, die kleiner ist als der entsprechende Umfangs-Abstand Ii, wie er durch teilweise entfernte Zähne 149 gebildet ist. Der Abstand C zwischen den einwärts ragenden Zähnen 182, 163 ist jedoch um das Spiel breiter als die entsprechende Umfangsabmessung D des Zahnes 14¹J, so daß bei ordnungsgemäßer Ausrichtung im Synchronismus (oder genauer, wenn die Relativdrehzahl der Kupplungsteile durch den Synchronismus durchläuft) die Zähne oder Vorsprünge 182, 183 den Zahn 149 umgreifen und die Kupplungsmuffe 142 axial durch den Sperr-Ring 181 hindurch, jedoch nicht über diesen hinaus bewegt v/erden kann, derart, daß sie mit dem einstückig an dem Zahnrad 33 ausgebildeten Kupplungsteil 150 in Eingriff kommen kann.

Im Gegensatz zu dem bekannten Sperr-Ring 81, wie er im Vorstehenden beschrieben worden ist, verwendet der erfindungsgemäße Sperr-Ring 181 ein Paar nicht-symmetrischer/ radial nach innen ragender Vorsprünge oder Zähne 182, 183. Im einzelnen weist der nach innen ragende Vorsprung oder Zahn 182 eine beträchtlich größere Umfangs-Abmessung E auf als der radial nach innen ragende Vorsprung oder Zahn 183; seine Umfangs-Abmessung ist im wesentlichen gleich dem in Umfangsrichtung gesehenen Abstand F zwischen dem teilweise entfernten Zahn 149 und einem benachbarten Zahn 148. Das Paar nach innen ragender Zähne oder Vorsprünge 182, ist deshalb in einem proportionalen Maßstab in der Umfangs-/Jjinessung breiter als der Umfangs-Abmessung der Vorsprünge 82, 83 entspricht, wie sie bei dem bekannten Sperr-Ring 81

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vorhanuen sind; sie sind aber immer noch von einer kleineren Umfangs-Abmessung als die Abstände, welche durch die teilweise entfernten Zähne 149 definiert sind. Das Maß der zwischen dem neuen Sperr-Ring 1G1 und aer Kupplungsmuffe 142 möglichen Rclativdrehung ist deshalb proportional kleiner aiii das Maß der Relativverdrehung, welche zwischen dem bekann Leu Sperr-Ring 81 und der Kupplungsmuffe 42 möglich ist.

v/eil der nach innen ragende Sperrfortsatz 182 eine Umfangs-Abmcssung i; aufweist, aie im wesentlichen gleich dem Abstand Γ zwischen dem entfernten Zahn 149 und dem benachbarten Zahn 148 aer Kupplungsmuffe 142 ist, kann sich der Sperr-Ring im Gegenuhrzeigersinn lediglich so weit drehen, bis der teilweise entfernte Zahn 149 auf den Zwischenraum zwischen den Vorsprüngen oder Zähnen 182, 183 ausgerichtet ist. Der Sperr-Ring 181 hat aber bezüglich der Kupplungsmuffe 142 immer noch eine im Uhrzeigersinn am v/ei testen gedrehte Stellung, ctie ähnlich der entsprechenden Stellung des bekannten Snⁿrr-Rinaes 81 bezüglich der Kupplungsmuffe 42 ist und in der die nach innen ragenden Vorsprünge oder Zähne 182, 1ü3 den Leilweise entfernten Zahn 149 behindern und damit die Axialbewegung aer Kupplungsmuffe 142 verhindern. Der neue Sperr-Ring 181 sperrt deshalb das axiale Ineingriffkommen uj;r Kupplung lediglich unter solchen Umständen, in denen eier Sperr-Ring 181 bezüglich der Kupplungsmuffe im Ccgenuhrzeigersinn verdreht ist. Der Sperr-Ring 181 ist bezüglich des Sperrens der axialen Kupplungseingrif f na lime unwirksam, wenn er bezüglich der Kupplungsmuffe 142 im Uhrzeigersinn weitmüglichst verdreht ist.

Der Speji-King 181 und die Kupplungsmuffe 142 sind in Fig. in einer Ansicht von der Vorderseite des Getriebes entsprechei der Vorderseite eines Kraftfahrzeuges aus dargestellt, so daß bei Annahme eines üblichen Dieselmotors die Hauptwelle 23 im Uhrzeigersinn umläuft. Der Sperr-Ring 181 wird deshalb

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bezüglich tier Kupplungsmuffe 142 im Gegenuhrzeigersinn verdreht, wenn die Kupplungsmuffe 142 schneller als der Sporr-Riny 101 umläuft; er steht in seiner im Uhrzeigersinn üin weitest verdrehten Stellung bezüglich der Kupplungsmuffe 142, wenn diese langsamer als der Sperr-Ring IbI umläuft. L)a die Kupplungsmuffe 142 derart verzahnt ist, uaß sie mit der Hauptwelle 23 umläuft una da der Sperr-Kiny 161 reibschlüssig derart angetrieben sein kann, daß er mit aem Hauptwellenzahnrad 33 umlaufen will, gibt die Drehbewegung des Kupplungsteiles 141 die Drehbewegung des Abtriebteiles des Getriebes wieder, während uic begrenzte Bewegung des Sperr-Rings 181 bezüglich des Kupplungsteiles 142 die Drehbewegung der Lintriebsteile des Getriebes wiedergibt. Der Sperr-Ring 181 sperrt die Kupplungseingriffnähme demgemäß lediglich in dem Fall, daß die Abtriebsteile (d.h. die Hauptwelle 23) schneller als die Eintriebsteile umlavfen. Der Sperr-Ring stellt in dem I'alle, daß die Getriebeeintriebsteile (d.h. das Hauptwelienzahnrad 33) schneller als die Abtriebsteile (d.h. die Hauptwelle 23) umlaufen, keinen nichtsynchronen Zustand fest, so daß er auch die Kupplungseingriffnaiime nicht sperrt. Es wurde nun festgestellt, daß bei einem üblichen Lastwagengetriebe einfacher Art oder der Unterteiler-Verbundart, und zwar insbesonuere bei einem Lastwagengetriebe, das durch einen Dieselmotor angetrieben ist, es in der Regel nicht notwendig ist, beim Schalten auf den niederen Gang einen Zustand festzustellen, in dem die Eintriebsteile des Getriebes schneller als die Abtriebsteile umlaufen. Dies ist deshalb so, weil es unmöglich ist, solche Getriebe in den niedrigen Gang "hoch"zuschalten, bei einem typischen Lastwagengetriebe läuft das dem niedrigen Gang entsprechende Hauptwellenzahnrad des Hauptgetriebeteilcs bezüglich der Eintriebswelle des Getriebes mit einem Verhältnis von etwa 1 : 7,2 um. Ein normaler Dieselmotor läuft in» Leerlauf mit etwa 6OO UpM; er ist in der Regel uerart gesteuert, daß seine Maximaldrehzahl zwischen

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1800 und 2100 UpM liegt. Das bedeutet, aaß selbst im vollständig angehaltenen Zustand, in dem die hauptwelle stillsteht (womit auch die Kupplungsmuffe 142 stillsteht), das liauptwcllenzahnrad (und damit die Kupplungszähne 150) mit einer Drehzahl von etwa lediglich 85 bis 100 UpM umlaufen. Selbst für den unwahrscheinlichen Fall, daß eine Bedienungsperson es vorsätzlich versuchen sollte, bei mit maximaler Drehzahl laufendem Motor eine Gangschaltung vorzunehmen, v/ürde das Hauptwellenzahnrad 33 lediglich mit einer Maximaldrehzahl von etwa 250 UpM umlaufen.

Die Stirnflächen der Sperrfortsätze oder -zähne 182, 183 können angeschrägt sein; auch kann ein elastischer Ring in einer entsprechenden,nach innen weisenden Nut aus den gleichen Gründen vorgesehen sein, wie sie für die angeschrägten Zähne oder Vorsprünge 82, 83 und aen im Zusammenhang mit dem bereits beschriebenen Sperr-Ring 81 verwendeten Ring 55 cj el ten.

Eine zweckmäßig gestaltete konische Fläche 15b ragt von dem Sperr-Ring 161 aus raüial nach außen; sie ist derart angeordnet, daß sie mit einer ähnlichen konischen Fläche 157 auf einer radial innenliegenden Wand des Zahnrades 33 in Eingriff kommen kann. Ein Anschlagring 160 begrenzt die von der konischen Fläche 157 weggerichtete Bewegung aes Sperr-Ringes 181, wenn die Kupplungsmuffe 142 außer Eingriff sich bewegt (in Fig. 9 nach links).

Die anderen beiden teilweise entfernten Zähne, welche dem entfernten Zahn 149 entsprechen, sind mit 149A und 149ü bezeichnet, während die nach, innen weisenden Zähne ues Sperr-Ringes 181, die den Zähnen oder Vorsprüngen 162, 163 entsprechen, bei 182Λ, 183Λ angedeutet sind und mit Teilzähnen 14 9Λ bei 102B bzw. bei 183B mit dem Teilzahn 14 9B zusammenwirken . Es versteht sich, daß die nach 'innen ragenden Zähne oder Vorsprünge 182Λ, 182B keine größere Umfangs-Äbmessung

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aufweinen müssen als die Zahne oder Vorsprünge 1133, 1Ü3A oder 1U3B, üa es genügt, daß ein einziger Zahn oder Vorsprung 1b2 die Drehbewegung im Uhrzeigersinn ues Sperr-Ringes 1 £> 1 bezüglich der Kupplungsmuffe begrenzt.

Die Wirkungsweise des Sperr-Ringes 1b1 ist im wesentlichen ähnlich jener des Sperr-Ringes b1 mit dem Unterschied, daß der Sperr-Ring 181 lediglich eine Art nichtsynchroner Bedingung feststellt. Der Einbau des neuen beschriebenen Sperr-Ringes IbI in das System eines nachgiebig schaltbaren Geschwindigkeitswechselgetricbes ergibt ein Getriebe, bei dem das Einschalten des ersten Ganges wesentlich erleichtert ist. Außerdem weist der Sperr-Ring 181 eine außerordentlich einfache Konstruktion auf; er ist aber dennoch stabil und wirkungsvoll, um die der Erfindung zugrundeliegende und im einzelnen erläuterte Aufgabe zu lösen.

Dan spezielle Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich zur Veranschaulichung derselben. Die Erörterung der bevorzugten Ausführungsform ist lediglich beispielhaft; es können zahlreiche Änderungen von Einzelheiten oder Kombinationen oder der Anordnung der" Teile vorgenommen weraen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

275839* Patentanwälte Dipl.-lng.W.Scherrmann Dr.-Ing.R.Rüger 7300 Esslingen (Neckar). Webergasse 3. Postfach 348 28. Dezember 1977 Telefon PA 157 rüeh stu"91" (O711) *££ Telex 07 256610 smru Telegramme Palentschutz Esslingenneckar Patentansprüche

1. Sperreinrichtung mit einem unverformbaren Sperr-Ring, der auf einem ersten Kupplungsteil einer aus zwei axial miteinander in Eingriff bringbaren formschlüssigen Kupplung sitzt, bezüglich des ersten Kupplungsteiles begrenzt verdrehbar ist und bei Beginn des Einkupplungsvorganges von dem zweiten Kupplungsteil mitnehmbar ist, wobei in Abhängigkeit von der Feststellung des Auftretens einer einer bestimmten Verdrehung des Sperr-Ringes bezüglich des ersten Kupplungsteiles entsprechenden nichtsynchronen Drehbewegung der beiden Kupplungsteile die gegenseitige axiale Eingriffnähme der beiden Kupplungsteile sperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch sie lediglich eine erste Nichtsynchronisationsbedingung feststellbar ist, bei der ein erstes Kupplungsteil (152) in einer vorbestimmten Drehrichtung schneller als das zweite Kupplungsteil (33) umläuft und daß sie bezüglich der Feststellung einer zweiten Synchronisationsbedingung, bei der das zweite Kupplungsteil (33) in der vorbestimmten Drehrichtung schneller als das erste (142) umläuft, unwirksam ist.

2. Sperreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperr-Ring (181) und das erste Kupplungsteil (142) miteinander zusammenwirkende Sperrteile (182, 183; 149) aufweisen, durch die die von einer vorbestimmten ausgerichteten Stellung aus erfolgende Verdrehung des Sperr-Ringes (181) bezüglich des ersten

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Kupplungsteiles (142) entweder im Uhrzeiger- oder im Gegenuhrzeigersinn begrenzbar ist.

3. Sperreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil (142) wenigstens einen radial auf den Sperr-Ring (181) zuweisenden Sperrzahn (149) aufweist und der Sperr-Ring (181) wenigstens ein Paar radial auf das erste Kupplungsteil (142) zuweisende Vorsprünge (182, 183) trägt, deren Abstand in Umfangsrichtung so groß ist, daß der darauf ausgerichtete Sperrzahn (149) dazwischen aufgenommen werden kann und daß einer der Vorsprünge (182, 183) derart ausgelegt ist, daß er mit einem Sperrzahn (149) des ersten Kupplungstei.les (142) sperrend zusammenwirken kann und durch ihn der Sperr-Ring (181) gegen eine im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn erfolgende Verdrehung bezüglich des ersten Kupplungsteiles (142) derart sicherbar ist, daß der Zwischenraum zwischen den Vorsprüngen (182, 183) nicht auf den Sperrzahn (149) ausgerichtet ist.

4. Sperreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil (142) wenigstens einen radial zu dem anderen Kupplungsteil (33) hinweisenden Sperrzahn (149) aufweist und der Sperr-Ring

(181) zwei im Abstand angeordnete,radial auf das erste Kupplungsteil (142) zuweisende Vorsprünge (182, 183) trägt, durch deren Zwischenraum der Sperrzahn (149) durchgehen kann und daß einer der Vorsprünge (182, 183) und der Sperrzahn (149) derart ausgelegt sind, daß durch sie eine Verdrehung des Sperr-Ringes (181) bezüglich des ersten Kupplungsteiles (142) verhindert werden kann, die so groß ist, daß die Vorsprünge (182, 183) den Durchgang des Sperrzahnes (149) behindern.

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5. Sperreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil (142) wenigstens einen teilweise entfernten, radial zu dem Sperr-Ring (181) hinweisenden Sperrzahn (149) aufweist und der Sperr-Ring (181) wenigstens ein Paar radial auf das erste Kupplungsteil (142) zuweisender Vorsprünge (182, 183) trägt, deren als Paar gesehene Umfangs-Abmessung (A) kleiner ist als der durch den teilweise entfernten Sperrzahn (149) definierte Raum und der Zwischenraum zwischen den Vorsprüngen (182, 183) eine den Durchgang des teilweise entfernten Sperrzahnes (149) gestattende Größe aufweist und daß die Umfangs-Abmessung einer der Vorsprünge (182, 183) kleiner als der Abstand zwischen den Kupplungszähnen (148) des ersten Kupplungsteiles (142) ist und der andere Vorsprung eine Umfangserstreckung aufweist, die im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Kupplungszähnen (148) des ersten Kupplungselementes (142) ist, derart, daß der Sperr-Ring (181) aus einer Stellung, in der der andere Vorsprung an den dem teilweise entfernten Sperrzahn (149) benachbarten Kupplungszahn (148) anliegt, lediglich in der Richtung auf den einen Vorsprung zu bezüglich des ersten Kupplungsteiles (142) verdrehbar ist.

6. Sperreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil (142) zumindest drei in gleichem Umfangs-Abstand angeordnete, teilweise entfernte Sperrzähne (149, A, B) aufweist und der Sperrring wenigstens drei Paar in gleichem Umfangs-Abstand angeordneter Vorsprünge (182, 183, A, B) trägt und daß bei wenigstens einem Paar Vorsprünge (182, 183) der andere Vorsprung vorgesehen ist, dessen Umfangserstreckung im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Kupplungszähnen (148) ist.

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