DE765960C - Synchronisierungsvorrichtung fuer Klauenkupplungen - Google Patents

Description

• Synchronisierungsvorrichtung für Klauenkupplungen D=ie Erfindung betrifft die Verbesserung von Synchronisüerungsverriehtungen, insbesondere in Zahnnäderwechsel,getrneben von Kraftfahrzeugen, bei dienten; die verschiebbare Kupplungsmuffe mit. einem Reibkörper versehen ist, der vor dem Eingriff der Klauen in Reibungseingriff mit dem; fesiten Kupptungsglied gelangt, woben zur Sperrung der beiden Schaltmuffenteile Sperrmittel vorgesehen sind, deren Sperrbewegung durch IDrehimomentwi,rku@vg hervorgebracht wird, sobald der verschiebbare Reibteil mit der Gegenreibfläche des eineu zu lmpp,elnde#n Getriebeteiles in Berührung gelangt, bei Eintritt des Gleichlaufes aber die Freigabe des Klauten kupplungsiteiles: der Schaltmuffe zum endgültigen Einschalten erfolgt. Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, daß zur Verriegelung des verschiebbaren Klauenkupplungsteiles der Schaltmuffe in dem mixt der Trüebwelle drehverbundenen Schaltmuffenteil formschlüssige Sperrkörper, z. B. Kugieln, lose und radial beweglich angeo,rdtnet sind, die :in axi,al've!rlaufenden Einkerbungen , des verschiebbaren Reibteiles der Schaltmuffe lagern und bei Eintritt einer Direhmomenttwirkung auf den axial leraehiebb@aren Reibteil durch die Schrägflächen der axial verlaufenden Einkerbungen dieses Reibteiles in radialer Richtung in in Umfangsrichtung verlaudende Ausn!ehm:untgen eines Getriebeteiles gedrängt werden.
• Diese erfindungsgemäße Auishisdung läßt sich zwecks Anpassung an bauliche Unterschiede in Kupplungen abändern. wie es zeichnerische Beispiele in den Unterlagen erkennen lassen.
• Es ist zwar durch die französische Patentschrift 817866 eine Klauenkupplungävorrichtung bekanntgeworden, bei der in einem zum Svnchronis ieren gedachten Reibkörper Kugeln vorgesehen sind, die mit Abschrägungen der Stirnflächen von der Kraftübertragung dienenden Nuutenkeilen des einen Klauenkupplungsteiles zusammenwirken sollen, um bis zum Gleichlauf der miteinander zu kuppelnden Teile das axiale Verschieben des einen Klauenkupplungsteiles zu verhindern. Diese Kugeln sind aber dem Reibkörper gegenüber unbeweglich und bilden daher nur um ihre eigene Achse drehbare Anschlag-nasen. Sie sind nicht lose und nicht radial beweglich, und der verschiebbare Reibteil besitzt keine Längsnuten zur Aufnahme der Kugeln. Weiter fehlt es an -Mitteln zur -Mitnahme des Reibringes während der Einrückverschiebung des einen Klauenkupplungsteiles zum anderen Kla:uenl;uppl.ungs,beil. Infolgedessen kann während dieses l erächiebens keine Synchronisierung zustande kommen, und der verschiebbare Kla:uenk:upplungsbei1 schiebt mit seinen angeschrägten Stirnflächen der Niut@enkeile die Kugeln mit dem Reibkörper in der Umfangsrichtung ohne weiteres zurück, so daß die Kugeln nicht als Sperrkörper wirken können.
• Bei ein, -r anderen bekannten Kla:uenkupplung mit Synchronisierüngsvorrichtung trägt der vor dem axial verschiebbaren Klauenkupplungsteil angeordnete mitdrehba.re Reibteil auf ihm festsitzende `Torsprünge mit Schrägflächen, die durch Anlegen an enitsprechende Schrägflächen von Längsnutenwaudungen des zu kuppelnden Getriebeteiles das Einrücken der Klauenkupplung so lange verhindern sollen, bis Gleichlauf zwischen den zu kuppelnden Teilen erreicht ist. Es sind somit auch hierbei keine radial verlagerbare Sperrkörper vorhanden: abgesehen davon, daß zur Bildung von Sperrflächen an Vorsprüngen und an :Nute-nwandungen besondere, nicht gerade einfache Arbeitsvorgänge erforderlich sind.
• Eine weitcre bekanntgewordene Synchronisierungsvorricht.ung verwendet zur einIcitenden Verhinderung des Gegeneinandertreffens der Kupplungsklauenkränze bis zur Erreichung des Gleichlaufs zur Übertragung der Drehbewegung der Kupplungsmuffe auf den Reibkörper achsparallele Stößel, die in der Kupplungsmuffe derart gelagert sind, daß sie sich unter Wirkung axialer Kräfte in ihren Lagern längs verschieben, sich in diesen aber festklemmen. wenn sie quer zur Achse wirkenden Drehmomenten ausgesetzt werden. Hierbei ist es nötig. mit Rücksicht auf die auftretenden ungünstigen Belastungen und zwecks Erreichung einer erforderlichen hangen Führung die Stößel besonders stark zu bemessen, und es ergibt sich eine unverhältnismäßig große Baulänge der Vorrichtung.
• Die im Gegensatz zu den bekannten Vo,rrichtungen erfindungsgemäße Ausbildung einer Synchronisierungsvorrichtung mit in dem mit der Triebwelle drehverbundenen Schaltmuffenteil radial verlagerbaren form-Schlüssigen Sperrkörpern zeichnet sich durch besondere Einfachheit aus, und durch ihre Anwendung gestaltet sich der Bau der gesamten Kupplungsvorrichtung einfacher und raumsparender. So ergibt sich für die Kupplung eine sehr beachtliche Verringerung des Außendurchmessers, so daß die Vereinigung selbst mit kleinsten Getrieberädern möglich ist. Es kann somit der Achsabätand zwischen Hauptwellenzug und Vorgelegewelle recht klein gehalten werden, so daß auch an Bauhöhe des Getriebes gespart wird.
• Die erfindungsgemäße bauliche Vereinfachung ist auch hinsichtlich Herstellung und Bearbeitung sehr wertvoll. Während bei bekannten Kupplungsvorrichtungen d)ie Bildung von Schrägflächen für das Zusammenwirken von sperrenden Einzelteilen durch besonderes -Nachfräsen von Nuutenwandungen der Triel>-teile und von entsprechenden Vorsprüngen notwendig ist. lassen sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die für die Wirkung der formschlüssigen Sperrkörper geeigneten Schrägflächen durch einfache Eindrehungen Einerseits und andererseits durch nur einmaliges Einschneiden von axial verlaufenden Winkelrinnen erzielen, was eine wesentliche Verbilligung in der Herstellung bedeutet.
• Die Zeichnung läßt zwei Anwendungsbeispiele bzw. Ausführungsbeispiele erkennen. Abb. r zeigt eine Getriebeklauenkupplung im Längsschnitt; Abb. 2 zeigt einige Teile cier Kupplung von oben gesehen (gemäß Pfeilrichtung C, Abb. i) Abb.3 zeigt einen teilweisen Querschnitt nach Linie III-III der Abb. r. wobei ein Sperrkörper in Ruhelage erscheint; Abb.4 zeigt einen gleichen Schnitt wie Abb. 3, jedoch erscheint darin der Sperrkörper in Sperrstellung; Abb. 3 zeigt eine andere Ausführungsform im Längsschnitt.
• Bei der Ausführung gemäß Abb. i ist angenommen, da.ß mit einem auf einer treibenden Welle festen Zahnrad 2 eine Welle 6 zu kuppeln ist. Das Zahnrad 2 besitzt einen Klauenkranz 3 und auf einem Vorsprung eine kegelige Reibfläche 5. Die Welle 6 trägt, axial verschiebbar auf einem mit Keilen 7 und entsprechenden Nuten versehenen Teil geführt, den inneren Schaftmuffenteil io, und in diesem ruht lose zentrisch geführt ein Reibteil l i mit- einer ke:geligen Reibfläche 12, die der Reibfläche 5 des Rades :2 gegenübersteht. Der innere Muff!enteil, io besitzt außen den Klauenkranz 13, der in seiner Bemessung dem Klauenkranz 3 des. Rades, 2 entspricht, und auf dem K.lauenkran@z 13 führt sich axial verschiebbar der äußere Muffenteil 15, der dazu bestimmt ist, zwecks endgültiger Kupp, l:ung der Getriebeteile mixt seinen: Klauen 16 auf den Klauenkran!z 3 des Rades. 2 geschoben zu we!rden. Die Klauen des Kranzes 3 und die Klauen 16 des Muffenteile@s 15 sind vorteilhaft an ihren zueinandergek ehrten Endren abgerundet, etwa wie in Abb.2 dargestellt. Der äußere Muffennteit 15 is!t für gewöhnlich gegen axiale Verschiebung gesichert, und zwar z. B. mit Hilfe eines Spireizringes 18, der in einer Ringnut i9 des Muffenteiles 1o eingesetzt ist. Der Speer :ring 18 federt in eine Rille 2o .des äußeren Müffenteiles 15 und besitzt seitlichi Abschrägunigen 21.
• Der Reibring i i besitzt an seinem Umfange zweckmäßig mehrere längs gerichtete Einkerbungen mit symmetrisch zueinander stiehenden Aulageflächen 22, -und in diesen Einkerbungen 1!agern Sperrkörper 23, z. B. Kugeln, die im übrigen in Durchbrechungen 24 des inneren Muffenteiles io radial beweglich gehalten sind. Im, Bereich der er,wähnitem Sperrkörper besdtze:n einzelne Zähnte der äußeren Schaltmuffe 15 Ausnehmungen.25, die in axialer Richtung von gegenüberstehenden An lagefläcben 26 begrenzt sind,. An Stelle einzelner Ausnehmum!geu kann auch eine durchgehende Rille dn den äußeren Muffentei115 eingedreht werden!, die ebenfalls Sch,riägfläc:h:en aufweist.
• Der äußere Mu!ffenteil15 nimmt in einer Ringnut 3o den Schialihebel 31 auf.
• Soll.l die Welle 6 mit dem treibenden Teil, d. h. mit dem Rad 2 gekuppelt werden, so wirken die Teile wie folgt: Wird der Schalthebel 31 in Pfeilrichtung ca bewegt, so w@iird zunächst die ganze Schaltmuffe i o, 15 mitverschoben, und es kommt die Reibfläche i2 des Teiles i i an die Reibfläche 5 zur Anlage, so dnß der Reibteil i i und durch Verm;ittlun@g der Sperrkörper 23 die gesamte Schaltmuffe 10, 15 reit in Drehung versetzt wird. Gleichzeitig bewirkt das aufgenommene Drehmoment unter Vermittlung je einer Schrägfliiche 22 des Reibteiles: i i die radiale Bewegung der Sperrlcö,rper 23 nach außen in die Ausnehmungen 25 des äußeren Muffentei:les 15, so da@ß mittels der Sperrkörper 23 der äußere Muffenteil gegen axiiade Verschiebung gesperrt ist. Es kann infolgedessen! selbst bei starkem Schaltdruck auf den Hebel 31 der äußere Muffenteil. 15 nicht verschoben werden, solange noch, ein Dreh:zahllunt!omchied zwischen den: Teilen il und io besteht. Wird nun annähernder oder vollständiger Gleichlauf zwischen dien erwähnten Teilen erreicht, so entfällt der radiale Preßd!ruck, mit dem vorher die Sperrkörper 23 in den äußeren Muffente;i115 gedrückt wurden, und dieser Muffenteil kann dann ungehindert für sich, in der Pfeilrichtung a weitergeschoben werden, so daß die Muffe 15 mit. ihren Klauen 16 mit dem Klauenkranz 3 des Radces 2 in Eingriff gelangt. In Abb. i ist die endgültige Einrückstellung des äußeren Muffente!iles strichpunktiert angedeutet.
• Die sonstige, d. h. normaile Sperrung der beiden Muffenteile io und 15 zueinander erfolgt, wie erwähnt, mit Hilfe dies Spreizringes 18. Soll der äußere Mu«en@@teil- 15 füt sich verschoben werden, so kann dies erfolgen, nachdem mit der einen Schrägfläche der Rille 2o der Spreizring 18 nach innen gedrängt ist.
• Bei der. Ausiführungsform gemäß Abb.5 sind die verschiedenen Einzelteile etwas anders angeordnet. Hier besteht nur ein mit einem Klauenkranz 34 versehener Schaltmuffenteil 35, der auf der Triebwelle 6 mittels Keile und Nuten axial verschieblich ist. In diesem Teil führt sich der die Kegelreibfläche 12 tragende Reibteil 36 und ist an einer Stelle mittels eines Spreizringes 37 in seiner Ruhelage gesichert. Der Spreizring 37 besitzt Schrägflächen 38, denen gegenüber im Muffenteil 35 entsprechende Schrägflächen gebildet sind, und zwar in einer im Muffenteil 35 befindlichen Rille.
• Die Nabe 4o des Muffenteiles 35 besitzt im, Umfang mehrere Diwrchbrechu ugem 41, in denen sich, Sperrkörper 42 führent. Für diese Sperrkörpeir sind einerseits in der Triebwelle 6 Ausnehrnu@ngen 43 vorgesehen, die von Schrägflächen 45 begremizt sind, wühr@end im Roibteil36 zur zeitweisen Aufnahme der Sperrkö@rpe!r 42 axial gerichtete Einkerbungen mit Sc rägflächen 44 bestehen, und zwar in; übereinstimmender Weise wie die Schrägflächen 22 bei dem erstbeschriebenen Ausführnngsbeispie!l.
• Die Wirkung der Einrichtung gemäß Abb. 5 ist folgende: Wird der Muffenteil 35 in der Pfeilrichtung a bewegt, so gelangt der Reibteil 36 mit seiner Kegelfläche 12 auf die Gegenkegelfläche 5 des Rades 2. Das aufgenommene Drehmomenit sperrt sogleich mittels einer der Schrägflächen 44 dies Reibteiles 36 die vor,-läufige Weiterbewegung des Mufenteiles @ 35, und zwar dadurch., daß die Sperrkörper 42 in -die- Ausnehmungen 43 der Welle 6 gedrängt werden. Die Sperrung hält so bange an, bis Gleichlauf zwischen denn Getriebeteilen erreicht ist. Unmittelbar hierauf erfolgt mit fortschreitender Schaltbewegung mittels der einen Schrägfläche 45 der Ausnehmungen 43 ein Hera,usbewegen der Sperrkörper 42 aus den Attsnehmungen 43, und d,er lItifente@il 35 kaue nach Oberwindung der Federwirkung des Spre:izritiges 37 ungehind,-rt seihe endgültige Einrückbewegung in die strichpunktiert angedeutete Stellung vollführen, in der der Klauenkranz 34 Sich mit dem Klauenkranz 3 des Rades im Eingriff befindet.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Synchronisierungsvorrichtung für Klauenkupplungen. insbesondere in Zahnräder«-ecliselgetrieberi, bei welcher die verschiebbare Kupplungsmuffe mit einem Reibkörper versehen ist, der vor dem Eingriff der Klauen in Reibungseingriff mit dem festen Kupplungsglied gelangt, wobei zur Sperrung der beiden Sclialtmuff:tite@ile Sperrmittel vorgesehen sind, deren Sperrbewegung durch Drehmamentwirkung hervorgebracht wird, sobald der verschiebbare Reibteil mit der Gegenreibfläche des einen zu kuppelnden Getriebeteiles in Berührung gelangt, bei Eintritt des Gle:irh-Iaufes aber die Freigabe des Kla.uenkupplungsteifes der Schaltmuffe zum endgültigen Einschalten erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zur @"erriegeluna des verschiebbaren Klauenkupplungsteiles (15-35) der Schaltmuffe in dem tnit der Triebwelle drehverbundenen Schaltmuffenteil (io. 40) formschlüssige Sperrkörper (23, 4-2). z. B. Kugeln, lose und radial beweglich angeordnet sind. die in axial verlaufenden Einkerbungen (22, 44) des verschiebbaren Reibteiles (11. 36) der Schaltmuffe lagern und b,-i Eintritt einer Drehmomentwirkung auf den axial verschiebl-iar-en Reibteil (11, 36) durch die Schrägflächen der axial verlaufenden Einkerbungen (22.44) dieses Reibteiles (11, 3G) in radialer Richtung in in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehniungen (25, 43) eines Getriebeteiles (15. 6) gedrängt werden.
2. 2. Svnchronisierungsvorr@ichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB der auf der Triebwelle mittels Keile und -Nuten geführte llu-ffenteil (io), der den verschiebbaren Klauenteil (15) trägt, die Sperrkörper (23) in radialen Ausnehmungen (24) führt, wobei im verschiebbaren Klauenteil (i5) in der Umfangsrichtung verlaufende Austiehmungen (25) für die Sperrkörper vorgesehen sind, und d:aß der im inneren Mufenteil (io) geführte Reibteil (i i) längs gerichtete Einkerbungen (2:) zur Aufnahme der Sperrkörper besitzt (Abb. r bis 4).
3. 3. Synchronisierungsvorrichtung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß der Kla:uenteil,(35) der Schaltmuffe in seiner Nabe (.4o), mit der er auf der einen Triebwelle (6) mittels Keile und Nuten geführt ist, die Sperrkörper (42) in ra.dialeti Ausnehrnungen (41) führt, wobei in der Triebwelle in der Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmungen (43) für die Sperrkörper vorgesehen sind. und daß der in der Klauenschaltmuffe (35) geführte Reibteil (36) längs gerichtete Einkerbungen (.44) zur Aufnahme der Sperrkörper besitzt (-Abb.5). Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschritten in Betracht gezogen «-orden: Deutsche Patentschriften 1 r. 541 120, 57 -9 9o i # 655096; französische Patentschrift 1r. 817 866; USA.-Patentschriften \Tr. 1 962 i91, 7022034-