DE3939274A1 - Synchronisiereinrichtung fuer ein schaltgetriebe - Google Patents
Synchronisiereinrichtung fuer ein schaltgetriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Synchronisiereinrichtung für ein
Schaltgetriebe, mit einem vorzugsweise drehbar auf einer Welle
sitzenden, einen Kupplungskörper mit einer ersten Verzahnung
aufweisenden, und axial festen Zahnrad, mit einer vorzugsweise
drehfest auf der Welle neben dem Kupplungskörper sitzenden,
eine zweite Verzahnung aufweisenden, und axial festen Füh
rungsmuffe, und mit einer zum Kupplungskörper sowie zur Füh
rungsmuffe konzentrisch angeordneten, eine dritte Verzahnung
aufweisenden, axial verschiebbaren Schaltmuffe, wobei die
Anordnung so getroffen ist, daß in einer Schaltstellung des
Getriebes zum drehfesten Verbinden der Führungsmuffe mit dem
Zahnrad durch axiales Verschieben der Schaltmuffe über deren
dritte Verzahnung eine formschlüssige Verbindung zwischen der
ersten Verzahnung und der zweiten Verzahnung herstellbar ist,
und ferner zum Verhindern einer unerwünschten Trennung der
formschlüssigen Verbindung die dritte Verzahnung mit einer
ersten Schrägfläche sowie eine weitere der Verzahnungen mit
einer zweiten Schrägfläche versehen sind, die in der Schalt
stellung aneinander anliegen und einer axialen Bewegung der
Schaltmuffe aus der Schaltstellung heraus während des Übertra
gens eines Drehmomentes eine Keilwirkung entgegensetzen.
Bei handgeschalteten Stufengetrieben ist es bekannt, daß es
nach dem Durchführen eines Schaltvorganges mitunter zu einem
"Herausspringen" des soeben eingelegten Ganges kommen kann.
Dieses Phänomen tritt vor allem dann auf, wenn eine Gangschal
tung nur unsauber vollzogen wurde, indem der Schalthebel nicht
bis in die Endstellung der jeweiligen Schaltgasse durchgedrückt
wurde. In diesem Falle ist die axiale Überdeckung der Verzahnung
des Kupplungskörpers mit der Verzahnung der Schaltmuffe redu
ziert, so daß eine Erschütterung des Getriebes dazu führen kann,
daß sich die Schaltmuffe wieder in Löserichtung aus dem Eingriff
mit dem Kupplungskörper herausbewegt, so daß der Gang wieder
ausgeschaltet wird. Diese Lösebewegung kann unter Umständen noch
dadurch unterstützt werden, daß eine Kugelverrastung der
Schaltmuffe, die an sich dazu dient, um die Schaltmuffe in
der Neutralstellung zu verrasten, wiederum wirksam wird und
die Schaltmuffe in die Neutralstellung zurückzieht.
Außerdem treten auch dann sogenannte "Gangspringer" auf, wenn
das jeweils geschaltete Gangrad durch seine das Drehmoment
übertragende Schrägverzahnung relativ zu seiner Achse eine
Taumel- bzw. Kippbewegung ausführt. Diese Taumelbewegung
entsteht durch das Radialspiel der jeweiligen Radlagerung,
angeregt durch die Zahnkräfte. Üblicherweise werden Schalt-
Zahnräder wälzgelagert und zwar mit sogenannten Nadellagern.
Nadellager haben jedoch immer aus technischen Gründen ein
radiales Spiel. Die so entstehende Taumelbewegung erstreckt
sich somit auch auf die am Schaltrad angebrachte Schaltverzah
nung, die, wie oben erwähnt, über eine Schaltmuffe formschlüssig
mit der Führungsmuffe verbunden ist.
Dadurch wird der zur Vermeidung des Gangspringens angebrachte
Winkel der Schrägfläche, der ca. 4° betragen kann, um den
Betrag der Kippneigung reduziert. Die mit beispielsweise 4°
Neigung hergestellte Schrägfläche verliert dadurch einen Teil
ihrer Haltekraft gegen das Gangspringen. Die Schrägfläche muß
daher genügend steil ausgeführt werden, um den genannten
Einflüssen entgegenzuwirken.
Die vorstehend beschriebenen Verzahnungen von Führungsmuffe,
Schaltmuffe und Kupplungskörper werden auf handelsüblichen
Verzahnungsmaschinen hergestellt. Diese Maschinen sind für
die Erzeugung der Schrägflächen nur bedingt verwendbar. Der
allgemein konstruktiv festgelegte Winkel von ca. 4° kann bei
wirtschaftlicher Fertigung mit diesen Maschinen nicht weiter
vergrößert werden.
Aus der DE-PS 34 44 670 ist eine Synchronisiereinrichtung für
ein Schaltgetriebe bekannt, bei der die Zähne der ersten
Verzahnung des Kupplungskörpers in Axialrichtung hinterschnit
ten, d. h. die axialen Grenzflächen dieser Zähne zur Axialrich
tung angeschrägt sind. Die Richtung der Schräge, die bei der
bekannten Synchronisiereinrichtung etwa 4° relativ zur Axial
richtung beträgt, ist dabei so gewählt, daß sich die Zähne in
einer Richtung von der Schaltmuffe weg geringfügig verjüngen.
Wenn bei der bekannten Synchronisiereinrichtung die Zähne der
dritten Verzahnung der Schaltmuffe ebenfalls hinterschnitten
sind, jedoch gegenläufig zur Hinterschneidung der ersten
Verzahnung des Kupplungskörpers, so liegen im geschalteten
Zustand die jeweiligen schräg zur Axialrichtung geneigten
Grenzflächen der ersten und der dritten Verzahnung aneinander.
Auf diese Weise entsteht beim Übertragen eines Drehmomentes
eine Keilwirkung, weil die Verzahnungen von Kupplungskörper
und Schaltmuffe infolge des übertragenen Drehmomentes in
Umfangsrichtung aneinandergepreßt werden, mit der Folge, daß
einer Bewegung der Schaltmuffe in Löserichtung eine Keilkraft
entgegenwirkt.
In der Praxis werden Schaltmuffen der vorstehend erläuterten
Art üblicherweise so ausgebildet, daß sich an der vom Kupp
lungskörper abgewandten Seite der Verzahnung eine radiale
Verdickung an die Verzahnung anschließt. Infolgedessen ist es
fertigungstechnisch nicht möglich, die Hinterschneidung an
den Zähnen der ersten Verzahnung zugleich mit der Herstellung
der Schaltmuffe vorzusehen. Insbesondere ist es nicht möglich,
diese Hinterschneidung an einem Sinterteil anzubringen, weil
eine Schaltmuffe dieser Art mit hinterschnittenen Zähnen nicht
entformbar ist.
Aus diesem Grunde werden bekannte Kupplungskörper und Schalt
muffen durch spanende Verfahren oder durch Erodierverfahren
mit den Hinterschneidungen versehen und zwar kann die hinter
schnittene Verzahnung am Kupplungskörper außer durch spanende
Bearbeitung und Erodieren auch durch Feinstanzen und Hinter
stoßen hergestellt werden, während bei der Schaltmuffe die
hinterschnittene Verzahnung durch Hinterstoßen, elektro
chemisches Hinterlegen und durch Hinterrollen hergestellt
werden kann. Dies erfordert jedoch zusätzliche Bearbeitungs
schritte mit hochwertigem Maschineneinsatz, wobei im Falle
der Erodierverfahren noch hinzu kommt, daß in ihrer Entsorgung
problematische Abfälle entstehen.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine
Synchronisiereinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend
weiterzubilden, daß eine hohe Sicherheit gegen ein Heraus
springen der Gänge mit Bauelementen erzielt werden kann, die
ohne komplizierte Nachbearbeitung in einem Arbeitsgang, ins
besondere durch Sintern, herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
zweite Schrägfläche an der zweiten Verzahnung angebracht ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese
Weise überraschend einfach gelöst, weil im Gegensatz zum Stand
der Technik die zweite Schrägfläche nicht an den Zähnen der
ersten Verzahnung des Kupplungskörpers sondern vielmehr an
den Zähnen der zweiten Verzahnung der Führungsmuffe angebracht
werden. Die Erfindung löst sich somit von der Vorstellung des
Standes der Technik, daß die Verkeilung der Zähne an den
miteinander in Eingriff kommenden Zähnen vom Kupplungskörper
und Schaltmuffe vorgenommen werden muß, sie schlägt vielmehr
erstmals vor, diese Verkeilung an den Zähnen der Schaltmuffe
und der Führungsmuffe einzusetzen, die stets miteinander in Ein
griff sind, was in weiterer Abkehr vom Stand der Technik bedeu
tet, daß zwischen den Zähnen von Schaltmuffe und Führungsmuffe
eine gewisse Verdrehung in Umfangsrichtung zugelassen werden
muß.
Dadurch, daß die Schrägflächen an den Zähnen der Schaltmuffe
und Führungsmuffe angebracht werden, wobei sich die Zwischen
räume der jeweiligen Verzahnungen zwischen diesen Schrägflächen
jeweils von außen nach innen verjüngen, weil die Schaltmuffe
und die Führungsmuffe zu einer Radialebene symmetrische Ma
schinenelemente sind, entstehen Elemente, die in einfacher
Weise mit sämtlichen Schrägflächen ausgebildet und entformt
werden können.
Mit der Erfindung ist es somit erstmals möglich, eine Verkeilung
der Verzahnungen mit Elementen herbeizuführen, die als Sinter
teile herstellbar sind. Es liegt auf der Hand, daß dies nicht
nur die Produktionskosten wesentlich senkt, sondern auch
Herstellungsverfahren entbehrlich macht, die zu problematischen
Industrieabfällen führen.
Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind die Zähne
der zweiten Verzahnung sowie die Zähne der dritten Verzahnung
mit peripheren Fortsätzen versehen, die in Axialrichtung mit
den zur Achse geneigten Schrägflächen versehen und axial kürzer
als die Zähne ausgebildet sind.
Diese Merkmale haben den Vorteil, daß besonders einfache
Konfigurationen der Zähne entstehen, so daß ein Ausformen von
Sinter-Rohlingen vor dem eigentlichen Sintern mit einfachen
Formen möglich ist. Außerdem ist es durch die Bemessung der
axialen Länge der peripheren Fortsätze möglich, den Schaltpunkt
der Verkeilung nach den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten
unabhängig davon festzulegen, wieweit die Verzahnung der
Schaltmuffe bereits in die Verzahnung des Kupplungskörpers
eingetreten ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann
der Neigungswinkel der Schrägflächen zur Achsrichtung 4° oder
mehr betragen.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Verkeilung besonders
effektiv ist, weil bei den genannten großen Keilwinkeln die
Schaltmuffe nur willentlich gegen einen mechanischen Widerstand
in die Neutralstellung zurückgeschoben werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der
beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Schnittdarstellung, in axialer Richtung,
durch einen Teil eines Schaltgetriebes;
Fig. 2A bis 2C in vergrößertem Maßstab eine Ansicht in Richtung
der Pfeile II-II von Fig. 1 zur Erläuterung eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Synchronisiereinrichtung in drei verschiedenen
Betriebsstellungen.
Der in Fig. 1 dargestellte Ausschnitt aus einem Schaltgetriebe
weist eine Welle 1 auf, auf der eine Führungsmuffe 2 mittels
einer Verzahnung 3 drehfest und axial unverschiebbar befestigt
ist. Die Achse der Welle 1 ist mit 8 bezeichnet.
Zu beiden Seiten neben der Führungsmuffe 2 sind auf der Welle
1 Zahnräder 4, 5 drehbar gelagert. Die Zahnräder 4, 5 weisen
an ihrer der Führungsmuffe 2 zugewandten Seite jeweils eine
axiale Verlängerung 6 bzw. 7 auf, auf der jeweils ein Kupp
lungskörper 10 bzw. 11 aufgesetzt ist. Die Kupplungskörper
10, 11 greifen mit einer Innenverzahnung in eine Außenverzahnung
an den Verlängerungen 6, 7 an, so daß sie mit den zugeordneten
Zahnrädern 4, 5 drehfest verbunden sind.
Die Kupplungskörper sind jeweils mit einer Kegelfläche 12
bzw. 13 versehen, die jeweils einen Gegenkonus für einen
Synchronisierring 14 bzw. 15 bildet. Außerdem weisen die
Kupplungskörper 10, 11 am Umfang eines an die Kegelflächen
12, 13 angrenzenden Abschnittes jeweils eine Außenverzahnung
16, 17 auf. Die Außenverzahnung 16, 17 hat den gleichen Durch
messer und die gleiche Teilung wie eine Außenverzahnung 18 am
Umfang der Führungsmuffe 2.
In dieser Außenverzahnung 18 greift eine Innenverzahnung 19
einer Schaltmuffe 20 ein, die in ihrer Ruhestellung zentrisch
zu einer Mittelebene 29 (Fig. 2A) der Führungsmuffe 2 angeordnet
ist. Die Schaltmuffe 20 ist mit einer zentralen Ringnut 22
versehen, in die Rastkugeln 21 eingreifen. Die Rastkugeln 21
sind zusammen mit sie belastenden Schraubendruckfedern 23 in
radialen Bohrungen 24 der Führungsmuffe 2 angeordnet.
Die Zahnräder 4, 5 stehen mit weiteren Zahnrädern 25, 26 in
Eingriff, die auf einer zur Welle 1 parallelen Vorgelegewelle
27 fest angeordnet sind. Bei laufendem Getriebe werden demnach
die auf der Welle 1 frei drehbar gelagerten Zahnräder 4, 5
stets von den auf der Vorgelegewelle 27 angeordneten Zahnrädern
25, 26 mitgenommen.
Ein bestimmter Gang wird nun dadurch in bekannter Weise ein
gelegt, daß die Schaltmuffe 20 durch axiales Verschieben mit
der Außenverzahnung 16 oder 17 des Kupplungskörpers 10 oder
11 eines der benachbarten Zahnräder 4 oder 5 in Eingriff
gebracht wird. Hierdurch wird eine drehstarre Verbindung
zwischen der Antriebswelle 1 und dem mit der Schaltmuffe 20
drehstarr verbundenen Zahnrad 4 oder 5 hergestellt.
Wie man aus Fig. 2A erkennen kann, weisen die Synchronisierringe
14, 15 eine Außenverzahnung 50 auf, die der Außenverzahnung
17 des Kupplungskörpers 11 und der Innenverzahnung 18 der
Schaltmuffe 20 hinsichtlich ihres Umfanges und ihrer Teilung
entspricht.
Es sei nun angenommen, daß der in Fig. 1 dargestellte Ausschnitt
des Schaltgetriebes den ersten und den zweiten Gang eines
Kraftfahrzeug-Getriebes umfaßt. Ist die Schaltmuffe 20 mit
dem den ersten Gang zugeordneten, in Fig. 1 rechten Zahnrad 5
gekoppelt, so dreht sich das dem zweiten Gang zugeordnete
Zahnrad 4 mit einer größeren Geschwindigkeit als das Zahnrad
5.
Soll nun vom ersten in den zweiten Gang gewechselt, also
hochgeschaltet werden, wird die Schaltmuffe 20 aus der Außen
verzahnung 17 des Kupplungskörpers 11 ausgerückt und in die
Neutralstellung gebracht, die in Fig. 1 dargestellt ist.
Beim Weiterschieben der Schaltmuffe 20 in Fig. 1 nach links
in Richtung auf das Zahnrad 4 nimmt die Schaltmuffe 20 den
benachbarten Synchronisierring 14 über einen Druckstein 29
mit und bringt dadurch den Synchronisierring 14 mit der Kegel
fläche 12 am Kupplungskörper 10 in Eingriff. Der Reibungsschluß
bewirkt, daß der Synchronisierring 14 in Laufrichtung durch
das schneller laufende Zahnrad 4 mit dem Kupplungskörper 10
mitgenommen wird.
Sobald ein Synchronlauf erreicht ist, kann die Schaltmuffe 20
mit ihrer Innenverzahnung 19 axial über die Verzahnung 50 des
Synchronisierrings 14 hinweggeschoben und in Eingriff mit der
Außenverzahnung 16 des Kupplungskörpers 10 gebracht werden.
Der zweite Gang ist nun eingelegt.
Die vorstehend beschriebene Wirkungsweise des Getriebes ist
an sich bekannt, weitere Einzelheiten hierzu finden sich in
der bereits eingangs genannten DE-PS 34 44 670, auf deren
Offenbarung insoweit verwiesen wird.
In den Fig. 2A bis 2C sind in vergrößertem Maßstab die beim
Getriebe gemäß Fig. 1 wirkenden Verzahnungen 17, 18, 19, 50
ausschnittsweise als Abwicklung dargestellt. Die folgenden
Erläuterungen sind dabei so angelegt, daß von einem Bezugssystem
ausgegangen wird, in dem die Führungsmuffe 2 als stillstehend
(zum Betrachter) angenommen wird und sich demzufolge alle
übrigen Teile relativ zur Führungsmuffe 2 bewegen.
Die Zähne 18a, 18b der Außenverzahnung 18 der Führungsmuffe 2
sind ebenso wie die Zähne 19a der Innenverzahnung 19 der
Führungsmuffe 20 in ihrer in Fig. 2A dargestellten Leerlauf
stellung klappsymmetrisch zu einer Mittelebene 29 von Füh
rungsmuffe 2 und Schaltmuffe 20 ausgebildet.
Die Zähne 18a weisen in axialer Richtung nach außen jeweils
schmale Abschnitte 30 auf, die an den Stirnseiten mit einem
stumpfen Ende 31, d. h. einer Radialfläche, abgeschlossen sind.
Im mittleren Bereich sind die Zähne 18a als breiter Abschnitt
32 ausgebildet, weil dort die schmalen Abschnitte 30 in Um
fangsrichtung auf beiden Seiten mit peripheren Fortsätzen 33
verbreitert sind. Die vier Übergänge zu beiden Seiten der
peripheren Fortsätze 33 zu den schmalen Abschnitten 30 werden
durch erste Schrägflächen 34 gebildet.
Der Neigungswinkel der ersten Schrägflächen 34 zur Achse 8
beträgt zwischen 20° und 70° und vorzugsweise zwischen 40°
und 50°.
Die schmalen Abschnitte 30 werden in Umfangsrichtung beidseits
von axialen Grenzflächen 35 und die peripheren Fortsätze 33
werden jeweils in Umfangsrichtung beidseits von axialen Grenz
flächen 36 begrenzt.
In entsprechender Weise sind die Zähne 19a der Innenverzahnung
19 der Schaltmuffe 20 in axialer Richtung beidseits mit schmalen
Abschnitten 40 versehen, die jedoch spitz, nämlich mit symme
trischen zweiten Schrägflächen 41 auslaufen. Ein mittlerer
breiter Abschnitt 42 der Zähne 19a wird ebenfalls durch peri
phere Fortsätze 43 gebildet, die in axialer Richtung seitlich
durch dritte Schrägflächen 44 in die schmalen Abschnitte 40
übergehen. Auch bei den Zähnen 19a sind die schmalen Abschnitte
40 sowie die peripheren Fortsätze 43 jeweils mit axial ver
laufenden Grenzflächen 45 bzw. 46 begrenzt.
Die Zähne 50a, 50b, 50c der Verzahnung 50 des Synchronrings
15 sind auf ihrer der Führungsmuffe 2 zugewandten Seite mit
symmetrischen vierten Schrägflächen 51 angespitzt. Ein erster
Zwischenraum 52 in Umfangsrichtung zwischen den Zähnen 50a,
50b, 50c ist durch axial verlaufende Grenzflächen 53 der Zähne
50a, 50b, 50c begrenzt.
Die Zähne 60a, 60b, 60c der Außenverzahnung 17 des Kupplungs
körpers 11 sind ebenfalls an ihrer der Führungsmuffe 2 zuge
wandten Seite mit symmetrischen fünften Schrägflächen 61
angespitzt. Im übrigen sind auch zweite Zwischenräume 62 in
Umfangsrichtung zwischen den Zähnen 60a, 60b, 60c durch axiale
Grenzflächen 63 dieser Zähne 60a, 60b, 60c begrenzt.
Die Neigungswinkel sämtlicher Schrägflächen 34, 41, 44, 51,
61 sind, gemessen an ihrer jeweiligen Richtung zur Achse 8
gleich.
Es wurde bereits erwähnt, daß die Darstellung der Fig. 2A die
Ausgangsstellung zeigt, in der sich die Schaltmuffe 20 in der
Leerlaufstellung der Fig. 1 befindet.
In diesem Falle dreht sich das Zahnrad 5 in dem genannten
Bezugssystem relativ zur Welle 1, was in Fig. 2A durch einen
Pfeil 70 und durch eine strichpunktierte Darstellung der
Verzahnungen 17 bzw. 50 angedeutet ist. Dabei ist jedoch zu
berücksichtigen, daß sich der Synchronring 15 nicht relativ
zur Schaltmuffe 20 bzw. zur Führungsmuffe 2 dreht, weil der
Synchronring 15 nur innerhalb eines gewissen Verdrehwinkels
relativ zur Schaltmuffe 20 verdrehbar ist. Allerdings ist im
ungeschalteten Zustand die Winkellage des Synchronrings 15
zur Schaltmuffe 20 undefiniert, auch wenn in der Praxis der
Synchronring 15 durch das sich drehende Zahnrad 5 bzw. den
sich mitdrehenden Kupplungskörper 11 in seine in Fig. 2A untere
Endstellung der möglichen Verdrehung relativ zur Schaltmuffe
20 mitgenommen wird. Diese Mitnahme liegt daran, daß der
Synchronring 15 infolge seines Eigengewichtes lose auf der
Kegelfläche 13 des Kupplungskörpers 11 aufliegt, so daß ein
geringfügiger Reibschluß zwischen Synchronring 15 und Kupp
lungskörper 11 vorliegt.
Wenn nun ein Schaltvorgang vom Leerlauf in den ersten Gang
vorgenommen werden soll, so muß die Schaltmuffe 20 aus der
Leerlaufstellung der Fig. 2A nach rechts verschoben werden.
Geschieht dies, so gelangt die in Fig. 2A mit 41 bezeichnete
zweite Schrägfläche in Anschlag an die mit 51 bezeichnete
vierte Schrägfläche des Zahnes 50a der Verzahnung 50 des
Synchronringes 15. Der Synchronring 15 kommt nun in an sich
bekannter Weise in Reibschluß mit dem Kupplungskörper 11,
weil über die Schrägflächen 41/51 eine axiale Kraft vom Syn
chronring 15 auf den Kupplungskörper 11 ausgeübt wird. Die
Drehzahlen von Schaltmuffe 20/Führungsmuffe 2/Welle 1 und
Kupplungskörper 11/Zahnrad 5 werden dadurch aneinander ange
glichen.
Bei fortschreitender Auslenkung der Schaltmuffe 20 in Fig. 2A
nach rechts tritt nun der mit 40 bezeichnete schmale Abschnitt
des Zahnes 19a der Innenverzahnung 19 der Schaltmuffe 20 in den
mit 52 bezeichneten ersten Zwischenraum zwischen den Zähnen
50a, 50b des Synchronringes 15 ein. Wird angenommen, daß sich
der Kupplungskörper 11 immer noch, wenn auch geringfügig, in
Richtung des Pfeiles 70 dreht, so gelangt nun die mit 41
bezeichnete zweite Schrägfläche des Zahnes 19a der Schaltmuffe
20 in Anlage an die mit 61 bezeichnete fünfte Schrägfläche
des Zahnes 60a des Kupplungskörpers 11. In diesem Augenblick
liegt der Zahn 19 a der Schaltmuffe 20 nur noch über die axialen
Grenzflächen 45 an den dazu parallelen axialen Grenzflächen
53 der Zähne 50a, 50b des Synchronringes 15 an. Eine weitere
Reibwirkung auf den Kupplungskörper 11 wird damit nicht mehr
ausgeübt. Die zweite Schrägfläche 41 kann nun an der fünften
Schrägfläche 61 entlanggleiten, so daß der schmale Abschnitt
40 in den zweiten Zwischenraum 62 zwischen den Zähnen 60a,
60b des Kupplungskörpers 11 in axialer Richtung eintreten
kann.
Dies ist die Situation, die in Fig. 2B dargestellt ist.
Aus Fig. 2B erkennt man deutlich, daß der Zahn 19a lediglich
in axialer Richtung geführt ist, nämlich über die Grenzflächen
36/46 an den Zähnen 18a, 18b bzw. über die Grenzflächen 45 an
den Grenzflächen 53 bzw. 63 der Zähne 50a, 50b bzw. 60a, 60b.
In axialer Richtung ist der Zahn 19a indes frei beweglich,
wie mit einem Pfeil 71 in Fig. 2B angedeutet. Dies bedeutet,
daß der Zahn 19a bei entsprechenden Erschütterungen des Ge
triebes auch wieder nach links ausgelenkt werden kann, so
daß der Formschluß zwischen der Führungsmuffe 2 und dem Kupp
lungskörper 11 wieder verloren gehen würde.
Wird nun die Schaltmuffe 20 noch weiter nach rechts verschoben,
so gelangen die Zähne 19a der Innenverzahnung 19 der Schaltmuffe
20 in die in Fig. 2C dargestellte Stellung. In dieser Stellung
überlappen die ersten und dritten Schrägflächen 34, 44 einander,
die bei der Zwischenstellung in der Fig. 2B noch einen axialen
Abstand aufwiesen. Man erkennt aus der Darstellung der Fig. 2C
ferner, daß die axiale Ausdehnung des Kupplungskörpers so
gewählt ist, daß der mit 40 bezeichnete schmale Abschnitt des
Zahnes 19a der Innenverzahnung 19 der Schaltmuffe 20 in dieser
Schaltstellung gerade axial durch die Zähne 60a, 60b hindurch
reicht.
Da die genannten Schrägflächen 34, 44 infolge axialer Über
lappung aufeinander entlanggeglitten sind, vollführt der Zahn
19a relativ zu den Zähnen 18a, 18b der Außenverzahnung 18 der
Führungsmuffe 2 auch eine Bewegung in Umfangsrichtung, wie
mit einem gekrümmten Pfeil 72 in Fig. 2C angedeutet. Die
relative Verdrehung von Führungsmuffe 2 und Schaltmuffe 20
beträgt in der Abwicklung der Fig. 2C den Betrag d, dies ist
der periphere Überstand der Fortsätze 33 bzw. 43 an den Zähnen
der Verzahnungen 18 bzw. 19.
Über die Schrägflächen 34, 44 sind die Verzahnungen 18, 19
gegeneinander in axialer Richtung verkeilt. Durch das zwischen
den Verzahnungen übertragene Drehmoment wird nämlich einer
axialen Bewegung des Zahnes 19a nach links eine Kraft entgegen
gesetzt, die der Umfangskraft unter Berücksichtigung des
Keilwinkels entspricht. Ein unbeabsichtigtes Lösen des Zahnes
19a, d. h. ein Herausspringen des eingelegten Ganges, wird
damit sicher vermieden.
Claims (3)
1. Synchronisiereinrichtung für ein Schaltgetriebe, mit
einem vorzugsweise drehbar auf einer Welle (1) sitzenden,
einen Kupplungskörper (10, 11) mit einer ersten Verzah
nung (16, 17) aufweisenden, und axial festen Zahnrad
(4, 5), mit einer vorzugsweise drehfest auf der Welle
(1) neben dem Kupplungskörper (10, 11) sitzenden, eine
zweite Verzahnung (18) aufweisenden, und axial festen
Führungsmuffe (2), und mit einer zum Kupplungskörper
(10, 11) sowie zur Führungsmuffe (2) konzentrisch
angeordneten, eine dritte Verzahnung (19) aufweisenden,
axial verschiebbaren Schaltmuffe (20), wobei die Anord
nung so getroffen ist, daß in einer Schaltstellung des
Getriebes zum drehfesten Verbinden der Führungsmuffe
(2) mit dem Zahnrad (4, 5) durch axiales Verschieben
der Schaltmuffe (20) über deren dritte Verzahnung (19)
eine formschlüssige Verbindung zwischen der ersten
Verzahnung (16, 17) und der zweiten Verzahnung (18)
herstellbar ist, und ferner zum Verhindern einer uner
wünschten Trennung der formschlüssigen Verbindung die
dritte Verzahnung (19) mit einer ersten Schrägfläche
(44) sowie eine weitere der Verzahnungen (16, 17, 18)
mit einer zweiten Schrägfläche (34) versehen sind, die
in der Schaltstellung aneinander anliegen und einer
axialen Bewegung der Schaltmuffe (20) aus der Schalt
stellung heraus während des Übertragens eines Dreh
momentes eine Keilwirkung entgegensetzen, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Schrägfläche (34) an
der zweiten Verzahnung (18) angebracht ist.
2. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zähne (18a, 18b) der zweiten
Verzahnung (18) sowie die Zähne (19a) der dritten
Verzahnung (19) mit peripheren Fortsätzen (33, 43)
versehen sind, die in Axialrichtung mit den zur Achse
(7) geneigten Schrägflächen (34, 44) versehen und axial
kürzer als die Zähne (18a, 18b, 19a) ausgebildet sind.
3. Synchronisiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (α) der Schräg
flächen (34, 44) zur Achsrichtung gleich oder größer
als 4° ist.
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