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Kraftfahrzeugwechselgetriebe mit einer Sperrsynchronisierung Die Erfindung
betrifft ein Kraftfahrzeugwechselge triebe mit einer Sperrsynchronisierung durch
einen auf einem drehfest und axial verschieblich auf der Getriebevelle gelagerten
Schieberad über Schaltsteine verschiebbaren, an einen Konus des dem Schieberad zugeordneten
Getriebeschaltrades anpreßbaren Sperrsynchronring, wobei die Enden der Schaltsteine
in stirnseitige Ausnehmungen des Sperrsynchronringes eingreifen. Bei dieser gebräuchlichen
Sperrsynchronisierung liegt also der Sperrsynchronring im axialen Schaltweg zum
Schieberad, und der Fahrer muß beim Einrücken des Schieberades gegen das mit ihm
zum Einlegen des betreffenden Ganges drehfest zu kuppelnde Getriebeschaltrad, welches
zunächst nicht mit der Drehzahl des Schieberades umläuft, erst den Sperrsynchronring
gegen das Schaltrad pressen, wobei dieser durch Reibungsschluß die gewünschte Synchronisierung
vermittelt und danach den weiteren Schaltweg des Schieberades bis zum Eingriff mit
dem Getrieberad freigibt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Fahrer bei dieser Schaltbewegung
möglichst weitgehend von der Aufbringung der erwähnten Kupplungskraft für das Andrücken
des Sperrsynchronringes an das Schaltrad- zu entlasten, um insbesondere heim Herunterschalten
eine raschere und leichtere Handhabung zu ermöglichen. Hierfür wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß nehen den Enden der Schaltsteine mit der Getriebehauptwelle fest
verbundene Führungskörper angeordnet sind und die Führungskörper sowie die gegen
diese geöffneten Ausnehmungen im Sperrsynchronring mit einander benachbarten übereinstimmenden
Schrägflächen versehen sind. Diese Schrägflächen werden durch das mit dem reibungsschlüssigen
Andrücken des Synchronringes gegen das Schaltrad übertragene synchronisierende Drehmoment
gegeneinandergedrückt, wodurch eine axiale Keilkraftkomponente entsteht, die den
Reibungsschluß selbsttätig verstärkt, ohne daß der Fahrer den Getriebeschalthebel
stärker gegen die neue Schaltstellung zu drücken hat.
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Damit die Schaltsteine nicht etwa ungewollt gegen den Sperrsynchronring
schlagen und dann durch die erfindungsgemäße Keilkraftunterstützung ein unbeabsichtigtes
Schalten einleiten können, werden zweckmäßig die Schaltsteine und der Sperrsynchronring
durch einen über die Führungskörper gleitenden in einer gemeinsamen Ring- bzw. Quernut
der Schaltsteine und des Sperrsynchronringes angeordneten Sicherungsring verbunden.
Vorteilhaft ist dabei die Quernut, soweit sie in den Schaltsteinen verläuft, etwa
doppelt so breit wie der eingelegte Sicherungsring: Dadurch erhalten nämlich die
Schaltsteine beim Synchronisieren ein die gleichmäßige Kraftübertragung begünstigendes
Spiel. Die Erfindung möge an Hand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels
weiter erläutert werden. Es zeigt Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
auf einen Teil eines Kraftfahrzeugwechselgetriebes mit zwei zu kuppelnden Zahnrädern,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 1 ohne Schieberad und Fig.
3 einen teilweisen Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 2.
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Auf der Getriebehauptwelle 1 sind sowohl ein Schieberad 2 als auch
ein Schaltrad 3 angeordnet, wobei das Schaltrad in bekannter Weise auf der Getriebewelle
lose umlaufend gelagert ist, während das Schieberad mit Hilfe von Keilnuten 4 auf
der Getriebewelle geführt ist. Die Keile des Schieberades sind gleichzeitig dessen
Kupplungszähne. Auf dem Umfang der Getriebewelle sind gleichmäßig verteilt mehrere,
z. B. drei Führungsnuten 5 vorgesehen, in denen jeweils ein sogenannter Schaltstein
6 verschiebbar gelagert ist. In der jeder Führungsnut zugeordneten Rast 7 ist eine
Kugel 8 angeordnet, die mittels einer Druckfeder 9 gegen eine Ringnut 10 in den
Keilen des Schieberades gedrückt wird. Die Kugeln durchgreifen in einer Bohrung
11 die Schaltsteine 6, so daß diese bei Betätigung des Schieberades 2 mitgenommen
werden. Das Schaltrad 3 ist an der dem Schieberad zugewandten Seite mit Kupplungszähnen
12 und mit einem Konus 13 versehen. Auf diesem Konus liegt lose ein Sperrsynchronring
14, der an seinem Umfang die Sperrzähne 15 trägt und an seiner zum Schieberad weisenden
Stirnseite mit der Anzahl der Schaltsteine entsprechenden Ausnehmungen 16 versehen
ist, in die die Schaltsteine mit ihren Enden 17 eingreifen. Neben diesen Enden sind,
ebenfalls in die Ausnehmungen des Synchronringes eingreifend,
Führungskörper
18 fest mit der Getriebewelle 1 verbunden. Diese Führungskörper besitzen, dem Synchronring
zugewandt, eine seitliche Schrägfläche 19, die mit einer seitlichen Schrägfläche
20 der Ausnehmungen 16 am Synchronring zusammenwirkt. Das Ende 17 der Schaltsteine
kann mit einer von der Stirnseite ausgehenden seitlichen Aussparung 21 versehen
und die Führungskörper, wie die Fig. 2 zeigt, darin angeordnet sein. Die Schaltsteine
6 und der Synchronring 14 sind mit einer gemeinsamen Ring-bzw. Quernut 22 versehen,
in die ein Sicherungsring 23, z. B. ein Sprengring, eingelegt ist. Dieser Sicherungsring
verbindet die Schaltsteine und den Synchronring miteinander und verhindert, daß
der Synchronring beim Fahrbetrieb ohne Betätigung des Schieberades und damit der
Schaltsteine über die Führungskörper durch eine Umfangskraft ungewollt auf den Konus
des Schaltrades aufgedrückt wird. Die Führungskörper 18 liegen mit ihrer Oberfläche
unterhalb des Sicherungsringes 23.
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Die Quernut 22 ist in den Schaltsteinen 6 etwa doppelt so breit wie
der eingelegte Sicherungsring 23, so daß sich die Schaltsteine beim Schalt- bzw.
Bremsvorgang mit einem ausreichenden axialen Spiel bewegen können.
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Durch Betätigung eines nicht dargestellten Schalthebels und einer
in die Ringnut 24 des Schieberades 2 eingreifenden Schaltgabel wird das Schieberad
in Richtung zum Schaltrad 3 bewegt. Das Schieberad nimmt hierbei durch die in die
Ringnut 10 eingreifenden Kugeln 8 die Schaltsteine 6 mit, die mit ihren Enden 7
den Synchronring 14 auf den Konus 13 des Schaltrades 3 drücken. Infolge der unterschiedlichen
Umlaufgeschwindigkeiten zwischen Schieberad und Schaltrad schlägt der Synchronring
14 mit der Schrägfläc he 20 seiner Ausnehmungen 16 gegen die Schrägfläche 19 der
Führungskörper 18 und versperrt mit seinen Zähnen 15 zunächst dem Schieberad 2 den
weiteren Schaltweg. Durch die auftretende Tangential-oder Umfangskraft wird der
Synchronring weiter fest auf die Schrägflächen 19 der Führungskörper 18 gedrückt
und die Tangentialkraft dabei in eine senkrecht auf die Schrägfläche 19 und in eine
in Achsrichtung auf das Schaltrad 3 wirkende Kraftkomponente zerlegt. Die Tangentialkraft
wird also zum Teil in eine Schubkraft umgewandelt, die zusätzlich den Synchronring
automatisch auf den Konus drückt, wodurch sieh die Bremswirkung vergrößert, bis
der Gleichlauf des Schiebe- und Schaltrades erreicht ist und die Zahnschräge 25
der Kupplungszähne 26 des Schieberades auf die Zahnschräge der Sperrzähne 15 des
Synchronringes 14 auftreffen. Jetzt kann der Synchronring durch Weiterschieben des
Schieberades durch Wirkung der Zahnschrägen so weit verdreht werden, bis er den
weiteren Schaltweg des Schieberades bis zum Eingriff mit den Kupplungszähnen 12
des Schaltrades 3 freigibt. Der Schaltvorgang ist somit durchgeführt und der Übergang
von einer höheren auf eine niedrigere Gangstufe ohne schädliche Beanspruchung der
Kupplungszähne des Schalt- bzw. Schieberades bei verminderter Kraftanstrengung des
Fahrers vollzogen.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt,
sondern kann im Rahmen des Erfindungsgedankens abgewandelt werden. So kann z. B.
zu beiden Seiten der Schaltsteine 6 je ein Führungskörper 18 mit Schrägflächen 19
angeordnet sein und die Rast 16 im Synchronring 14 eine entsprechende zweite Schrägfläche
20 erhalten, so daß sowohl beim Herunter- als auch beim Heraufschalten die axiale
Kraftkomponente zur Wirkung kommt. Weiter ist es möglich, bei entsprechender Wahl
der Schrägflächen auf die Verzahnung des Synchronringes zu verzichten.