DE3730889A1 - Schaltbare klauenkupplung fuer ein kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schaltbare Klauenkupplung für ein Kraftfahrzeuggetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Klauenkupplung ist beschrieben bei W. Thomson, "Die Kraftübertragung im Automobil", 1. Auflage 1975, Motorbuch Verlag, Seite 50. Sie wird unter anderem auch bei Motorradgetrieben zum Schalten der Gänge verwendet. Der Mitnehmerring ist als Losrad ausgebildet und der Schaltring als Schaltrad. Beide Räder besitzen eine gemeinsame Achse. Das auf einer Welle, z. B. der Getriebeeingangswelle, angeordnete Losrad ist axial fest und in Umfangsrichtung frei drehbar. Das Schaltrad befindet sich auf derselben Welle axial verschiebbar und drehfest. Die einander zugewandten Stirnseiten der beiden Räder besitzen axial ausgerichtete Klauen.

Der Schaltvorgang wird eingeleitet durch Axialverschie­ ben des Schaltrades in Richtung Losrad. Durch unter­ schiedliche Umfangsgeschwindigkeiten der Räder kommen die Klauen des Losrades und die des Schaltrades an ihren in Umfangsrichtung liegenden Flächen kraftübertragend in Berührung. Damit ist das Losrad in der Lage, eine Umfangskraft des Schaltrades auf ein achsparallel angeordnetes, zweites Zahnrad zu übertragen, das mit dem Losrad kämmt und beispielsweise mit der Getriebeabtriebs­ welle kraftschlüssig verbunden ist.

In einer allgemein bekannten platzsparenden Bauweise bei Motorradgetrieben befinden sich die Klauen des Los- oder des Schaltrades stirnseitig integriert im Radkörper. Auf diese Weise wird eines der Räder als ein Taschenrad gebildet mit Innenklauen, dargestellt als Stege und Taschen. In der Literatur sind derartige Ausführungen dargestellt, vgl. H. W. Bönsch, "Einführung in die Motorradtechnik", 5. Auflage 1986, Motorbuch Verlag, Seite 202 f.

Um den Schaltvorgang zu erleichtern, werden die Klauen üblicherweise mit schwalbenschwanzförmig hinterschnit­ tenen Tragflächen versehen.

Bei der Herstellung der Klauen treten schmiedetechnisch bedingte Fertigungsungenauigkeiten auf. Außerdem ergeben sich Ungenauigkeiten infolge von Fertigungstoleranzen bei der weiteren Bearbeitung. Desweiteren können Unge­ nauigkeiten an dem Mitnehmerring und an dem Schaltring bei deren Zuordnung sich addieren oder neu entstehen. Dadurch kann sich ein unbefriedigender Klaueneingriff ergeben. Damit verbunden ist eine Verschlechterung der Schaltbarkeit der Klauenkupplung und eine Überbelastung einzelner Klauen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße schaltbare Klauenkupplung so weiterzubilden, daß To­ leranzen und Fertigungsungenauigkeiten keinen Einfluß haben auf Schaltkomfort und Lebensdauer der Klauen­ kupplung, und daß Schaltstöße gedämpft werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das Wesen der Erfindung liegt in der Schaffung einer elastischen Auflage an den Klauentragflächen für den Ausgleich von Toleranzen und Fertigungsungenauigkeiten.

Es ergibt sich eine gleichmäßigere Lastverteilung auf alle Klauen. Weiter von Vorteil ist es, daß die Tole­ ranzen für die Klauenfertigung größer bemessen werden können. Desweiteren ergibt sich ein geringerer Ver­ schleiß an den Klauen. Vorteile für den Fahrkomfort werden dadurch erreicht, daß die Schaltstöße gedämpft werden. Sind beide Tragflächen der Klauen mit der elastischen Schicht versehen, so werden in vorteilhafter Weise Lastwechselreaktionen am Fahrzeug gedämpft. Durch die ausgleichende Wirkung der elastischen Auflage sind Winkelabweichungen bei der Hinterschneidung in geringem Umfang zulässig.

Für Getriebe, die größere Antriebskräfte übertragen, kann in einer Ausführungsform der Erfindung die elasti­ sche Auflage versehen werden mit einem Schutzplättchen zur Erzielung einer abriebfesteren Tragfläche an den Klauen.

Werden Klauen mit einer Hinterschneidung an ihren Tragflächen verwendet, so führt eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zu einer Fertigungs­ vereinfachung. Die Klaue selbst wird hierzu ohne Hinter­ schneidung gefertigt. Die Hinterschneidung wird bei dieser Variante erzeugt über eine geometrische Aus­ bildung der elastischen Auflage in der Form, daß sie sich zum Klauengrund hin verjüngt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Klauen und Ringkörper getrennt voneinander vorgefertigt. Dadurch läßt sich die Klaue ohne elasti­ sche Auflage und ohne Schutzplättchen als Grundkörper in einer sehr einfachen geometrischen Form, zum Beispiel als Quader, ausbilden. Die Verbindung der elastischen Auflage mit dem Klauenkörper und dem Schutzplättchen erfolgt beispielsweise durch Vulkanisation. Für diese Verbindungstechnik ist es von Vorteil, von kleinen Werkstücken mit geometrisch einfacher Form auszugehen, wie sie der Klauengrundkörper in diesem Ausführungs­ beispiel der Erfindung aufweist. Die Montage der Klauen an den Ringkörper erfolgt am zweckmäßigsten durch eine lösbare Verbindung. Damit kann im Reparaturfall die Klaue als Tauschteil behandelt werden, ohne den Ring­ körper ersetzen zu müssen.

Die erfindungsgemäße Klauenkupplung ist nicht auf ein Schaltgetriebe der beschriebenen Art beschränkt. Sie kann überall dort verwendet werden, wo zwei Wellen kraftschlüssig miteinander verbunden werden müssen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Stirnseite eines Taschenrades einer schaltbaren Klauenkupplung mit Anordnung der Klauen an der Stirnseite des Taschenrades,

Fig. 2 Schnitt I-I aus Fig. 1 mit Darstellung einer Klaue mit Hinterschneidung, einer elastischen Auflage und einem Schutzplättchen,

Fig. 3 die Stirnseite eines Taschenrades einer schaltbaren Klauenkupplung ähnlich Fig. 1 mit Klauen, die als vorgefertigte Baueinheiten am Radkörper befestigt sind,

Fig. 4 Schnitt III-III nach Fig. 3 mit Darstellung der geometrischen Ausbildung eines Klauen­ grundkörpers, einer elastischen Auflage mit Hinterschneidung und einem Schutzplättchen.

Ein als Losrad ausgebildeter Mitnehmerring 1 einer schaltbaren Klauenkupplung ist nach Fig. 1 als Taschen­ rad ausgeformt. Dieses sitzt mit einer Bohrung 2 axial­ verschiebbar auf einer hier nicht dargestellten Welle.

Klauen 3 werden gebildet, wie in Fig. 1 und 2 zu sehen ist, über an einer Stirnseite des Mitnehmerringes 1 versehene Vertiefungen, im folgenden als Taschen 4 bezeichnet. Sie sind in Umfangsrichtung begrenzt durch Stege des Mitnehmerringes 1. Die Stege stellen gleichsam die Klauen 3 dar.

Ein hier nicht dargestellter Schaltring besitzt stirn­ seitig axial vorstehende Außenklauen, die in geschal­ tetem Zustand in die Taschen 4 eingreifen.

Der Aufbau der vier gleichmäßig am Umfang des Mitneh­ merringes 1 angebrachten Klauen 3 nach Fig. 1 wird im folgenden beispielhaft auf eine Klaue 3 beschränkt beschrieben. Die Klaue 3 besitzt an ihren Tragflächen 5 in Umfangsrichtung eine fest angebrachte elastische Auflage 6. An dieser wiederum ist ein Schutzplättchen 7 befestigt. Die Klaue 3 besitzt, wie Fig. 2 zeigt, an ihren Tragflächen 5 eine schwalbenschwanzförmige Hin­ terschneidung. Diese ergibt sich aus einer Verjüngung der Tragflächen 5 zum Klauengrund hin.

Die Arbeitsweise einer Ausführung der erfindungsgemäßen schaltbaren Klauenkupplung erfolgt durch Axialverschie­ ben des in den Figuren nicht dargestellten Schaltringes. Dieser greift dabei mit seinen Außenklauen in die Taschen 4 ein. Der von einer Welle angetriebene Schalt­ ring kommt mit der Tragfläche seiner Außenklauen mit den Klauen 3 des Mitnehmerringes 1 an der Außenfläche 8 des Schutzplättchens 7 kraftübertragend zur Anlage. Dabei wird der Schaltstoß über die elastische Auflage 6 abgefedert. Desweiteren ergibt sich ein gleichmäßiger und gleich großer Traganteil für jede Klaue, da Fer­ tigungsungenauigkeiten und Toleranzen durch die Nach­ giebigkeit der elastischen Auflage 6 ausgeglichen werden.

Ein Mitnehmerring 1′ mit Klauen 3′ nach Fig. 3 und 4 unterscheiden sich von Fig. 1 und Fig. 2 durch den Aufbau und die Befestigung der Klauen 3′.

Die Klaue 3′, die elastische Auflage 6′ und das Schutz­ plättchen 7 nach Fig. 3 und 4 sind fest miteinander verbunden und bilden eine vorgefertige Baueinheit. Nach Fig. 3 ist die Stirnseite der Klaue 3′ als Kreisring­ sektor ausgebildet. Über gemeinsame Flächen 9, vgl. Fig. 4, des Mitnehmerringes 1′ mit den Klauen 3′ wird über einen Preßsitz eine Befestigung erreicht.

Der Grundkörper der Klaue 3′ selbst besitzt keine Hinterschneidung. Diese wird erzielt durch die geo­ metrische Ausformung der elastischen Auflage 6′, die zum Klauengrund hin in ihrer Breite stetig abnimmt.

Die Klauenkupplung nach Fig. 3 und 4 arbeitet analog zu der nach Fig. 1 und 2. Ebenso ergeben sich die gleichen Vorteile. Die vorgefertigte Baueinheit stellt darüber hinaus eine Fertigungsvereinfachung dar.

Claims (4)

1. Schaltbare Klauenkupplung für ein Kraftfahrzeugge­ triebe, bestehend aus einem auf einer Welle axial verschiebbaren, drehfest verbundenen Schaltring und einem axial unverschiebbaren Mitnehmerring, bei der an den benachbarten Stirnseiten des Schaltringes und des Mitnehmerringes axial ausgerichtete Klauen vorgesehen sind, die im geschalteten Zustand ineinandergreifen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Klaue (3, 3′) eines Ringes an mindestens einer ihrer beiden Tragflächen (5, 5′) eine elastische Auflage (6, 6′) aufweist.

2. Klauenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastische Auflage (6, 6′) mit einem Schutzplättchen (7) abgedeckt ist.

3. Klauenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Tragflächen der Klauen schwalbenschwanzförmig hinterschnitten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Auflage (6′) an einer im wesentlichen achsparallelen Tragfläche (5′) der Klauen (3′) vorge­ sehen ist und sich zum Klauengrund hin in ihrer Breite verringert.

4. Klauenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klaue (3′) als vorgefertigte Baueinheit am Ringkörper befestigbar ist.