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Gleichlaufeinrichtung für Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für
Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleichlaufeinrichtung für Zahnräderwechselgetriebe,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem geschlitzten federnden Reibring, innerhalb
welchem die Servowirkung desselben erhöhende, nahezu über die gesamte Länge des
Reibringes sich erstreckende Spreizmittel angeordnet sind, deren Enden im Bereich
der Schlitzöffnung des Reibringes in Drehrichtung einen Abstand voneinander und
von einem dazwischen angeordneten, gesonderten Verbindungsglied aufweisen und in
Funktionsstellung einerseits über das Verbindungsglied mit dem in Drehrichtung weisenden
Ende des Reibringes und andererseits mit einer entgegengesetzt gerichteten Anlagefläche
einer die Gleichlaufrichtung tragenden Nabe in kraftschlüssiger Verbindung stehen.
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Gegenstand eines älteren Patentes ist eine Gleichlaufeinrichtung dieser
Bauart, die als Spreizmittel entweder einen gewellten federnden Spreizring oder
einzelne federnde Bogensegmente enthält. Diese Ausbildung hat den Nachteil, daß
der Reibring nur an einzelnen, weit auseinanderliegenden Stellen von innen gestützt
und damit örtlich hohen Verschleißbeanspruchungen ausgesetzt ist. Darüber hinaus
ist dabei die bauliche Ausführung so getroffen, daß auch die Enden des Reibringes
infolge der Anordnun- von Steigflächen an Verbindungs- und Anschlagglied unmittelbar
gespreizt werden. Dadurch unterliegen die Reibringenden einer starken Abnutzung.
Ferner ist bei dieser Bauart der Einbau der Spreizmittel unter radial auswärts gerichteter
Vorspannung vorgesehen, was die Selbsthemmung der Gleichlaufeinrichtung fördert.
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Bekannt ist eine Gleichlaufeinrichtung ähnlicher Bauart mit einem
Spannband, dessen Endbereiche sich axial nebeneinanderliegend überlappen. Beide
Endbereiche tragen jeweils innen und außen fest angebrachte Anschläge. Je nach Drehrichtung
stützt sich jeweils einer der inneren Anschläge, nämlich der in Drehrichtung am
Spannband vorn liegende Anschlag, gegen eine radiale Begrenzungsfläche einer Ausnehmung
in der die Gleichlaufeinrichtung tragenden Nabe ab. Der am Spannband in Drehrichtung
jeweils hintenliegende äußere Anschlag dient zur Abstützung des in Drehrichtung
zeigenden Endes des Reibringes. Bei der Einleitung des Gleichlaufvorganges wird
der Reibring zunächst in Drehrichtung so weit frei gedreht, bis dessen in Drehrichtung
weisendes Ende an dem äußeren Anschlag des Spannbandendes anliegt, welches gegen
die Drehrichtung zeigt. Bei der weiteren Drehung des Reibringes wird alsdann das
Spannband durch Mitnahme seines äußeren Anschlages aufgespreizt und kommt an der
Innenfläche des Reibringes über dessen gesamte Länge zum Anliegen. Das in Drehrichtung
weisende Ende des Spannbandes stützt sich dabei an der Nabe mit seinem inneren Anschlag
ab. Das Spannband erzeugt bei seiner Aufspreizung radial auswärts wirkende Kräfte,
die eine sehr hohe Sperrwirkung des Reibringes gegen das überschieben einer Kupplungsmuffe
zur Folge haben. Diese Seivowirkung ist so groß, daß vielfach Selbsthemmung eintritt,
so daß die Schaltung der in Gleichlauf befindlichen Kupplungsglieder nicht oder
nur mit sehr großen Schaltkräften ausgeführt werden kann. Ein weiterer Nachteil
dieser Bauart ist die Schwierigkeit, die Anschläge am Spannband einstückig auszubilden
oder diese Anschläge haltbar am Spannband zu befestigen. Auf Grund dieser Mängel
hat sich diese Bauart bisher nicht praktisch verwertbar ausbilden lassen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Mängel
zu beheben.
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Die Erfindung beseitigt diese Mängel dadurch, daß als Spreizmittel
in an sich bekannter Weise ein geschlitzter, eine etwa kreiszylindrische Außenfläche
aufweisender federnder Spreizring mit in Ruhestellung geringerem Außendurchmesser
als der Innendurchmesser des Reibringes oder eine Reihe kreisfönnig aneinanderliegender,
einfach geformter, radial und in Umfangsrichtung etwa gleiche Abmessungen aufweisender
Körper dienen.
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Durch diesen Aufbau der erfindungsgemäßen Gleichlaufeinrichtung ist
es möglich, bei Verwendung von besonders einfachen Einzelteilen eine ebenfalls sehr
hohe Sperrwirkung zu erzielen, wobei jedoch die Enden des Reibringes nicht unmittelbar
gespreizt werden, so daß die Neigung zur Selbsthemmung weitgehend vermieden wird.
Die Spreizmittel und das Verbindungsglied stellen getrennte lose Teile dar, die
keiner gegenseitigen Verbindung bedürfen, sondern
ausschließlich
durch Kraftschluß miteinander in Berührung treten.
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Es ist zwar bereits eine Gleichlaufeinrichtung bekannt, bei welcher
die Spreizmittel und die verschiedenen Anschläge getrennte, lose eingelegte Teile
sind. Jedoch sind dort für jede Drehrichtung gesonderte, zwischen diametral gegenüberliegenden
Anschlägen angeordnete Spreizmittel vorgesehen, was die Nachteile zur Folge hat,
daß einerseits die Sperrwirkung Geringer ist als bei der der Erfindung zugrunde
liegenden Bauart und daß andererseits die Schaltmuffe durch einseiti 'ge Aufweitung
des Reibringes auf ihrer zentrischen Führung nach dieser Seite gedrückt wird, so
daß zusätzliche Reibung der Schaltmuffe in ihrer Führuna und infolae des vorhandenen
Bewegungsspieles eine durch die Summe der Passungsspiele ermöglichte Taumelbewegung
und damit ungenaues Eingreifen in das Gegenkupplungsauftritt. Diese Mängel führen
zu erhöhten glied -
Schaltkräften mit starkem Verschleiß an den Schalteabeln
oder machen ein mehrmaliges Betätigen einer Trennkupplung notwendig.
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Darüber hinaus führt diese Ausführung von der bekannten Bauart we-,
auf der die Erfindung aufbaut, denn bei dieser Ausführung sind die beiden für jede
Drehrichtung gesonderten Teile der Spreizmittel an einem Anschlag an der Nabe abgestützt,
der der Schlitzöffnung des Reibringes gegenüberliegt.
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Eine weitere bekannte Gleichlaufeinrichtung mit Spreizmitteln, Verbindungsgliedern
und Anschlägen als getrennte lose Teile, bei der der Anschlag selbst 7usätzlich
als Spreizmittel wirkt und den Reibring - genüber der Schlitzöffnung unterstützt,
kann ebenge falls nicht zur Erfindung hinleiten, weil bei der Verschmelzung dieser
Ausführung mit der Bauart nach der Gattung der Erfindung der dort vorgesehene Anschla-
eine unmittelbare Aufspreizung der Reibringenden mit deren nachteiligen Folgen,
wie starke Abnutzun- der Reibringenden und Neigung zur Selbsthemmung, mit sich bringen
würde.
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Bei der Erfindung wird dagegen der Reibring, ausgehend von einer Stelle
etwa diametral gegenüber seiner Schlitzöffnung, über einen weiten Bereich seiner
Ausdehnun- unterstützt. Die Verteilung der Stüt7kraft läßt sich durch die Länge
des Verbindungsgliedes 0 und der Spreizmittel, durch Querschnittbemessung
und Form der Spreizmittel sowie durch die Anordnung des Anschlages an der Nabe steuern
und mit Vorteil in Richtung zum ablaufenden Ende des Reibringes legen. Das auflaufende
Ende des Reibringes, das schon durch die eigene Servowirkung des Reibringes stark
an die Gegenreibfläche angedrückt wird, sowie auch das ablaufende Ende selbst bleiben
dabei von den Spreizmitteln unbeaufschlagt, so daß der Reibrin- über seine gesamte
Ausdehnung besonders gleichmäßig mit der Gegenreibfläche zusammenwIrkt und keine
örtlichen Verschleißspitzen auftreten.
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Ferner wird durch die erfindungsgemäße Bauart auch der durch die übliche,
einfach herstellbare konzentrische Ausführung der Reibringform beim Zusammendrücken
des Reibringes bedingten ovalen Verformung desselben mit verstärkter Durchbiegung
im gegenüber der Schlitzöffnung gelegenen Mittelbereich. und der sich daraus ergebenden
erhöhten Andrückung des Mittelbereiches und der Enden des Reibringes an die gegenüberliegende
Reibfläche weite «eliend abgeholfen. Auch diese Ursache für die bei bekannten Bauarten
auftretenden örtlichen Verschleißspitzen wird somit durch die Erfindung behoben.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist bei einer Gleichlaufeinrichtung
mit einem gesonderten Anschlagglied zwischen den Enden der als Spreizmittel dienenden
Teile und deren Anlageflächen an der Nabe, das T-förmig ausgebildet und mit gleicher
Anordnung und Ausdehnung bezüglich der Drehrichtung wie das Verbindungsglied vorgesehen
sowie unmittelbar neben dem Verbindungsglied angeordnet ist, wobei der Steg der
T-Form radial einwärts in eine Ausnehmung der Nabe eingreift und die etwas zum Steg
hingebogenen Schenkel der T-Form in dem Ringraum zwischen einem axialen Ansatz der
Nabe -
radial innen - und dem Reibring - radial außen -lie-en,
das Anschlagglied axial neben dem Verbindungsglied angeordnet. Diese Ausbildung
ergibt räumliche und festigkeitstechnische Vorteile, da radial eine geringere Bauhöhe
von Verbindungs- und Anschlac, lied und axial eine geringere Tiefe der eg Ausnehmung
in der Nabe möglich sind. Durch die a
,eringere Tiefe der Ausnehmung wird
der Festigkeitsverband der Nabe weniger gestört.
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Eine erforderliche Begrenzung der auftretenden Servowirkung ist auf
einfache Weise dadurch mög-'lich, daß das Verbindungsglied gegenüber dem Anschlag
ied und damit gegenüber der Nabe in seiner 1:191 Bewegungsmöglichkeit in Drehrichtung
durch formschlüssige Abstützung der beiden Teile gegeneinander begrenzt ist. Damit
ist auch die Gefahr der Selbsthemmung vollständig beseitigt. Diese Maßnahme läßt
sich auch bei anderen Bauarten anwenden, indem die Beweglichkeit des Verbindungsgliedes
oder der diesem entsprechenden Anschläge an den Spreizinitteln auf ein vorbestimmtes
Maß begrenzt wird.
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Eine vereinfachte Ausbildung der Gleichlaufelnrichtung ergibt sich
nach der Erfindung dadurch, daß die Enden der als Spreizmittel dienenden Teile in
Funktionsstellung in an sich bekannter Weise unmittelbar mit den Anlageflächen in
Berührung stehen. Auf diese Weise kommt das Anschlagglied in Fortfall, was preislich
und räumlich vorteilhaft ist, ohne Wirkungsnachteile zur Folge zu haben.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwischen dem
Reibring und den Schenkeln des Verbindungsgliedes mit der Nabe starr verbundene
Führungselemente angeordnet sind. Diese Vorkehrung verhindert das Kippen des Verbindungsgliedes
durch das auf ihn einwirkende Drehmoment auf Grund seiner Abstützung einerseits
gegen die Spreizmittel und andererseits gegen ein Ende des Reibringes, was ebenfalls
eine nachteilige Selbsthemmung zur Folge haben kann. Auch dieses Merkmal kann bei
anderen Bauarten mit einem geschlitzten Reibring und innerhalb desselben angeordneten
Spreizmitteln zur Anwendung gelangen. Diese Führungselemente weisen vorteilhafterweise
eine Anschlagfläche auf, die zum Steg des T-förmigen Verbindungs-or iedes hinweist
und die Bewegungsmöglichkeit des Verbindungsgliedes in Drehrichtung begrenzt. Auf
diese Weise kann ebenfalls wie vorstehend eine zu hohe Servowirkung ausgeschaltet
werden.
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Die Begrenzung der Servowirkung wird bei beiden Ausführungen dadurch
erreicht, daß die Bewegungsmöglichkeit des als Anschlag dienenden Verbindungsgliedes
in Drehrichtung auf ein Maß begrenzt ist, welches einer höchstzulässigen Spannung
der Spreizmittel
und damit des Reibring s entspricht. Vorteil-.e
haft wird eine höchste Spannung zugelassen, die eine Stellung der Spreizmittel und
des Reibringes bewirkt, die der gespreizten Ruhelage des Reibringes bei satter Anlage
der Spreizmittel an dessen Innenfläche entg spricht. Ferner kann in an sich bekannter
Weise die Bewegungsmöglichkeit des Verbindungsgliedes nach einer Drehrichtun- derart
begrenzt werden, daß ein Spannen der Spreizmittel bei dieser Drehrichtung verhindert
ist. Diese Maßnahme kann gegebenenfalls zur erleichterten Einschaltung des Anfahrganges
verwendet werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, die Führungselemente an ihren in Drehrichtung
von dem Steg des Verbindungsgliedes abgewandten Seiten als Anschlagflächen für die
Enden der Spreizmittel auszubilden. Dadurch wird als wesentlicher Vorteil gegenüber
bisher bekannten Bauarten eine Ausnehmung in der Nabe überflüssig. Diese Ausnehmung
stört nämlich bei der Befestigung der Nabe mittels Preßsitz auf der Getriebewelle
den Festigkeitsverband der Nabe, wodurch sich infolge Lockerung des Preßsitzes der
Nabe Schwierigkeiten ergeben können. Außerdem kann die unregelmäßige Form der Nabe
leicht zu Härteverzug bei der Fertigung führen.
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Für die Betätigung von Gleichlaufeinrichtungen im Stillstand, wie
beispielsweise für die Einschaltung der ersten Getriebestufe, kann es erforderlich
sein, die inneren Stützkräfte zu begrenzen, um das Verdrehen der Schaltmuffe gegenüber
dem zweiten Kupplungsglied zuzulassen und so das Eingreifen derselben zu ermöglichen.
Dies wird bei einer Gleichlaufeinrichtung, bei der das Verbindungsglied gegenüber
der Nabe in seiner Bewegungsmöglichkeit in Drehrichtung begrenzt ist, erfindungsgemäß
dadurch erzielt, daß zwischen dem Verbindungsglied und den Spreizmitteln ein in
Drehrichtung elastisch nachgiebiges Zwischenglied eingeschaltet ist. Auf diese Weise
läßt sich bei Einschaltung der Kupplungsverzahnungen die Schaltmuffe zum Auffädeln
der Verzahnungen um einen geringen Weg gegen das elastisch nachgiebige Zwischenglied
verdrehen. Auch für den Einschaltvorgang der ersten Getriebestufe bei Stillstand
des Fahrzeuges braucht daher auf die Anwendung von Spreizmitteln und damit auf eine
gewisse Sperrwirkung der Gleichlaufeinrichtung nicht verzichtet werden.
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Um eine einwandfreie überleitung der Stützkräfte von den Spreizmitteln
auf den Reibring und auf die mit der Nabe verbundenen Anschläge zu erreichen, wird
vorgeschlagen, zwischen den Enden der Spreizmittel einerseits und den mit der Nabe
verbundenen Anschlägen, sowie den Stirnflächen der Schenkel des Verbindungsgliedes
andererseits Schleppglieder anzuordnen. Diese Schleppglieder werden vorteilhaft
L-förmig ausgebildet und deren einer Schenkel zwischen den nabenfesten Anschlägen
und dem konzentrischen axialen Ansatz der Nabe geführt. Die Stimseite dieses Schenkels
tritt dabei mit einer Stirnfläche der Schenkel des Verbindungsgliedes in Berührung,
während der andere Schenkel des Schleppgliedes zwischen die nabenfeste Anschlagfläche
und das Ende der Spreizmittel hineinragt. Auf diese Weise können Sperrbänder ohne
Abwinkelung an ihren Enden verwendet werden sowie ferner Sperrbänder, die nur eine
verhältnismäßig schmale Stirnseite oder sogar Linienberührung in Umfangsrichtung
aufweisen, wie beispielsweise Wälzkörper. Bei einer Gleichlaufeinrichtung mit mehrteiligen
Spreizmitteln, die sich im wesentlichen über die volle Länge des Reibringes durchgehend
erstrecken, ist es zum Ausgleich der durch das Verbindungsglied und eventuell das
Anschla,-glied oder die Führungselemente und Schleppglieder hervorgerufenen Unwucht
vorteilhaft, zwischen die Teile der Spreizmittel in dem der Schlitzöffnung des Reibringes
im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Bereich ein in Drehrichtung frei bewegliches
starres Schleppglied einzuschalten.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele
dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch
ein Kraftfahrzeugwechselgetriebe mit einer erfindungs-Clemäßen Gleichlaufeinrichtung,
F i g. 2 einen Querschnitt durch die Gleichlaufeinrichtung nach F i
g. 1 mit dreiteiligen Spreizmitteln in Arbeitsstellung, F i g. 3 einen
teilweisen Längsschnitt entsprechend F i g. 1 mit einer anderen Ausbildung
der erfindungsgemäßen or Gleichlaufeinrichtung, F i g. 4 einen Querschnitt
durch die Gleichlaufeinrichtung nach F i g. 3 in einer Arbeitsstellung, F
i g. 5 einen Querschnitt entsprechend F i g. 4 mit einer anderen
Ausführung der erfindungsgemäßen Gleichlaufeinrichtung zur Ausschaltung der Sperrwirkung
in einer Drehrichtung, F i g. 6 einen teilweisen Längsschnitt entsprechend
F i g. 1 mit einer weiteren Abwandlung der erfindungsgemäßen Gleichlaufeinrichtung,
F i g. 7 einen Querschnitt durch die Gleichlaufeinrichtung nach F i
g. 6 mit im linken Teil aus Rollen und im rechten Teil aus einem Band bestehenden
Spreizmitteln, F i g. 8 einen Querschnitt entsprechend F i g. 7 mit
in Arbeitsstellung angeordneten Teilen, F i g. 9 einen Querschnitt durch
eine Abwandlung der Gleichlaufeinrichtung nach den F i g. 6 bis
8 mit Sperrwirkung nur in einer Drehrichtung und F i g. 10 einen Querschnitt
durch eine Abwandlung der Gleichlaufeinrichtung nach den F i g. 6 bis
8 mit einer verringerten Sperrwirkung in einer Drehrichtung.
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Auf der Welle 1 des in den F i g. 1, 3 und
6 dargestellten Teiles eines Kraftfahrzeugwechselgetriebes sind beiderseits
einer Nabe 2 je ein Zahnrad 3, 4 frei drehbar gelagert. Die Nabe 2
ist dagegen fest mit der Welle 1. verbunden. An den Zahnrädern
3 und 4 sind Klauenverzahnungen 5 und 6 angeordnet, die zur
Kupplung mit einer auf der Nabe 2 drehfest und längsverschiebbar angeordneten sowie
innenverzahnten Schaltmuffe 7 vorgesehen sind. Um die KuppIting der Schaltmuffe
7 nur bei Gleichlauf derselben mit einem einzuschaltenden Zahnrad
3 oder 4 bzw. dessen Klauenver7ahnung 5 oder 6 zuzulassen,
sind den Zahnrädern Gleichlaufeinrichtungen zugeordnet. Diese bestehen im wesentlichen
aus eineni vorgespannten geschlitzten Reibring 8, 9 sowie innerhalb desselben
angeordneten Spreizmitteln zur Verstärkung der Spreizwirkung des Reibringes. Ein
Klemmring 10 sowie eine Eindrehung 5', 6' an den Klauenverzahnungen
5, 6 hält die Teile der Gleichlaufeinrichtung an den Zahnrädern. Dieser Aufbau
ist bei allen gezeigten Ausführungen übereinstimmend, so daß diese Teile jeweils
mit gleichen Zahlen bezeichnet sind. Unterschiedlich ist jedoch die Ausbildung
der
innerhalb des Reibringes angeordneten Spreizmittel zur Verstärkung der Spreizwirkung
des Reibrin-es.
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Nach den F i g. 1 und 2 sind ein Verbindungsglied
11, ein Anschlagglied12, ein Begrenzungskörper13 und Spreizmittel 14 vorgesehen.
Das Verbindungsglied 11 und das Anschlagglied 12 sind T-förmig ausgebildet
und radial innerhalb des Reibringes im Be reich der Schlitzöffnung desselben angeordnet.
Deren kurze Ste-e 11' bzw. 12' der T-Forin greifen einerseits. ll', radial
außen in die Schlitzöffnung des Reibringges und andererseits, 12', radial innen
in eine Ausnehmung 15 in einem axialen Ansatz der Nabe Y, 4' ein.
Die Schenkel 11" und 12" der T-Form sind entsprechend dem Bogen des Reibringes
8 und des Ansatzes der Nabe 3' gekrümmt, so daß sie sich dem Verlauf
dieser beiden Teile innen bzw. außen anpaßt. Die Länge der Schenkel lY' bzw. 12"
ist etwa gleich e wä Ce ählt, und zwar derart, daß die Schenkel
11" des Verbindungsgliedes 11 in jeder Drehlage des Reibringes
8 mit einer gewissen Länge an der Innenfläche der Endbereiche des Reibringes
anliegen, wodurch das Verbindung gsglied innerhalb des Reibringes gehalten wird.
Das Anschlagglied12 liegt innen am Verbindungsglied11 an und wird dadurch in seiner
Lage und im Eingriff mit der Ausnehmung 15 gehalten.
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Zwischen dem Verbindungsglied 11 und dem Anschlag lied 12 ist
bei dem Ausführungsbeispiel nach t,9 F i g. 2 zusätzlich ein Begrenzungskörper
13 eingeschaltet. Dieser ist für die Funktion der Gleichlaufeinrichtung an
sich nicht notwendig. Der Begrenzungskörper 13 greift in eine axiale Nut
16 des Verbindungsgliedes 11 formschlüssig ohne Bewegungsmöglichkeit
in Drehrichtung ein. In einer Ausnehmun- 17 des Anschlaggliedes 12 besitzt
der Begrenzungskörper 13 dagegen eine begrenzte Beweglichkeit in Drehrichtung,
so daß dadurch das Verbindungs-(Y ied 11. gegenüber dem Anschlagglied 12
ebenfalls diese begrenzte Beweglichkeit aufweist. Der Begrenzungskörper
13 kann mit gleicher Wirkung auch im Anschlagglied 12 in Drehrichtung unbeweglich
und dafür im Verbindungsglied beweglich gelagert sein. Ferner ist es möglich, die
Beweglichkeit auf die beiden Teile aufzuteilen oder den Begrenzungskörper als einstückigen
Ansatz eines der genannten Teile auszubilden.
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Als Spreizmittel 14 ist gemäß den F i g. 1 und 2 ein geschlitztes
federndes Band vorgesehen, welches sich entweder durchgehend (gestrichelt) über
nahezu die gleiche Länge wie der Reibring 8 erstreckt oder (ausgezogen) zweiteilig
ausgeführt ist, wobei gegenüber der Schlitzöffnung des Reibringes ein Schleppglied
14a zum Ausgleich von Massenunwucht eingeschaltet werden kann. Die beiden Enden
U, 14" der Spreizmittel 14 sind durch etwa rechtwinkelige Ab-
biegungen mit
vergrößerten Stirnflächen versehen, die einen Kontakt der Spreizmittel sowohl mit
den Schenkeln 11" des Verbindungsgliedes 11 als auch mit den Schenkeln
12" des Anschlaggliedes 12 ermög glichen.
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Bei Einleitung eines Schaltvorganges mittels der Schaltmuffe
7 bei einer in F i g. 2 beispielsweise gemäß der Pfeilrichtung angenommenen
Drehrichtung D
kommt durch die axiale Bewegung der Schaltmuffe 7
diese
zunächst mit dem Reibring 8 in Berührung. Der Reibring 8 wird in Drehrichtung
mitgenommen und legt sich mit seinem in Drehrichtung weisenden Ende
8' an den Steg 11' des Verbindungsgliedes 11
an. Nun wird das
Verbindungsglied 11 in Drehrichtun- bewegt. Dabei drückt der in Drehrichtung
weisende Schenkel 11" auf das ihm benachbarte Ende 14' der Spreizmittel 14.
Das andere Ende 14" der Spreizmittel legt sich an den gegen die Drehrichtung weisenden
Schenkel lT' des Anschlaggliedes 12 an. Dadurch werder. bei weiterer Verdrehung
des Reibringes 8 die Spreizmittel 14 gespannt und innen gegen den Reibring
angedrückt. Die Spreizung des Reibringes, die schon eine gewisse selbstverstärkende
Wirkung aufweist, wird dadurch weiter verstärkt, so daß sich eine sehr hohe Sperrwirkung
gegen das überschieben der Schaltmuffe 7 über den hierfür zusammenzudrückenden
Reibring ergibt. Die Gleichlaufarbeit wird dadurch wesentlich erhöht, so daß sich
kurze Schaltzeiten mit schnellem Erreichen des Gleichlaufes ohne die Gefahr von
Schaltfehlern ergeben.
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Der Begrenzungskörper 13 tritt dann in Tätigkeit, wenn eine
höchstzulässige Spreizung der Spreizmittel 14 erreicht ist. Diese höchstzulässige
Spreizung ist vorteilhaft so gewählt, daß der Reibring 8 über seine in F
i g. 1 dargestellte, durch seine Eigenspannung gewährleistete Ruheiage hinaus
nur mit einer begrenzten Spreizkraft (Federkraft der Spreizmittel) aufgeweitet wird.
Dadurch werden sowohl Beschädigungen der Klauenverzahnung 5, 6 durch Aufweitung
vermieden als auch eineSprengung der Schaltmuffe7 durch zu große Spreizkräfte ausgeschlossen.
Die Größe der höchstzulässigen Spreizung kann in einfacher Weise durch die Abstimmung
der Breite des Begrenzungskörpers 13 auf die Breite der Ausnehmung
17 im Anschlagglied 12 festgelegt werden. Ist die höchstzulässige Spreizung
erreicht, so legt sich der Begrenzungskörper 13, wie in F i g. 2 dargestellt,
in Drehrichtung an die radiale Fläche der Ausnehmung 17 an und verhindert
eine weitere Bewegung des Verbindungsgliedes 11 in Drehrichtung. Damit wird
auch eine weitere Spannung der Spreizmittel sowie eine weitere Erhöhung der Spreizkräfte,
die von innen auf den Reibring wirken, unterbunden.
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Eine verstärkte Schaltkrafteinwirkung auf die Schaltmuffe
7 ergibt zwangläufig eine verstärkte Spreizung der Spreizmittel 14 und damit
eine verstärkte Andrückung des Reibringes mit ebenfalls sich verstärkender Reibung
an der Schaltmuffe und Selbstverstärkung seiner Spreizwirkung bzw. Sperrwirkung.
Dadurch wird das Gleichgewicht zwischen Schaltkraft und Sperrwirkung des Reibringes
innerhalb geringster Axialbewegungen der Schaltmuffe hergestellt und eine Schaltung
vor Erreichen des Gleichlaufes mit größter Sicherheit vermieden.
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Ist Gleichlauf zwischen der Schaltmuffe 7 und dem einzuschaltenden
Zahnrad 3 bzw. 4 erreicht, so wird die Speizwirkung des Reibringes aufgehoben,
und die Schaltmuffe 7 kann bei gleichzeitigem Zusammendrücken des Reibringes
gegen seine eigene Federspannung über diesen hinweg mit der dem einzuschaltenden
Zahnrad zugeordneten Klauenverzahnung 5, 6 in Eingriff gebracht werden. Auch
die Spreizmittel 14 werden dabei zusammengedrückt, wodurch das Verbindungsglied
11 von dem mit ihm in Berührung stehenden Ende der Spreizmittel zusammen
mit dem Reibring gegen die Mittellage hin bewegt wird.
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In den F i g. 3 und 4 sind abweichend von der vorbeschriebenen
Ausführung das Verbindungsglied 111
und das Anschlagglied
112 axial nebeneinander angeordnet, so daß sie jeweils für sich nur die halbe Breite
des Reibringes 8 und der Spreizmittel 114 aufweisen. Diese Ausführung hat
geringeren Raumbedarf und macht eine Vergrößerung der Enden der Speizmittel überflüssig.
Ferner ist hier die Ausnehmung 115 im axialen Ansatz der Nabe 3' bzw.
4' ebenfalls lediglich in der halben Breite des Reibringes ausgeführt, so daß die
Nabe 3' bzw. 4', die mit Preßsitz auf dem Zahnrad 5 bzw.
6 befestigt ist, weniger durch die Ausnehmung 115 geschwächt wird.
Außerdem setzt diese geringere Breite der Ausnehmung 115 auch eventuelle
Verzüge bei der Wärmebehandlung der mit der Klauenverzahnung 5 bzw.
6
versehenen Nabe 3' bzw. 4' herab. Ein Begrenzungskörper entsprechend
dem Teil 13 in den F i g. 1 und 2 kann auch hier in gleicher
Auswahl vorgesehen werden.
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In F i g. 5 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher die
Spreizmittel 214 in der gezeichneten Dehrichtung D außer Funktion bleiben,
um beispielsweise die Einschaltung des Anfahrganges im Stillstand zu erleichtern.
Dies wird durch einen Ansatz 212' erreicht, welcher die Bewegung des Verbindungsgliedes
211 in dieser Drehrichtung verhindert und damit ein Spannen der Spreizmittel 214
ausschließt. Diese Wirkung kann auch durch einen radial einwärts gerichteten Ansatz
des Verbindungsgliedes 211 am gegenüberliegenden Ende desselben in Verbindung mit
einer Vergrößerung der Stirnflächen der Enden der Spreizmittel sowie auch durch
entsprechende Abstimmung des Bregrenzungskörpers 13 nach den F i
g. 1 und 2 herbeigeführt werden.
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Die Ausführung nach den F i g. 6 und 7 enthält kein
gesondertes Anschlagglied. Deshalb ist auch keine Ausnehmung im axialen Ansatz der
Nabe 3'
bzw 4' erforderlich, so daß die früher beschriebenen Nachteile, die
mit einer derartigen Ausnehmung in Verbindung stehen, völlig beseitigt werden. Das
Verbindungsglied 311 gleitet hier unmittelbar auf dem axialen Ansatz der
Nabe 3' bzw. 4' und ist an seinen Schenkeln 311" mittels Führungsstegen
318 radial geführt wodurch ein Kippen desselben verhindert wird. Die Führungsstege
318 bilden an ihren im Bereich der Schlitzöffnung des Reibringes
8 gelegenen Stimseiten 318' einen Endanschlag für höchstzulässige
Spreizwirkung der Spreizmittel 314, 31.4'. An ihren gegenüberliegenden Stirnseiten
318" stellen die Führungsstege 318 die unmittelbare Abstützung der
Spreizmittel 314, 314' an der Nabe 3' bzw. 4# dar.
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Während die Spreizmittel in der rechten Hälfte der F i g. 7
in übereinstimmung mit den bisher beschriebenen Ausführungen als federndes Band
314 ausgebildet sind, zeigen die F i g. 6 und die linke Hälfte der F i
g. 7 Spreizmittel, welche sich aus einer Vielzahl von Rollen 314' zusammensetzen.
An Stelle der Rollen können auch andere Wälzkörper, wie Hülsen und Kugeln, verwendet
werden. Auch können kleine Klötzchen von kubischer Gestalt oder ähnlicher Formgebung
Verwendung finden. Vorteilhaft ist die Ausbildung dieser Körper aus starrem Material,
so daß eine Nachgiebigkeit der Spreizmittel entfällt. Dadurch findet sowohl der
Aufbau als auch der Abbau der Spreizkräfte ohne federnde Nachgiebigkeit in den Spreizmitteln
statt, die zu verschiedenen funktionellen Nachteilen führen würde.
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In F i g. 8 ist die Gleichlaufeinrichtung nach den F i
g. 6 und 7 in Arbeitsstellung dargestellt. Als wesentliche Abweichung
von den in F i g. 2 und 4 dargestellten Ausführungen stützen sich hier die
Spreizmittel 314 mit ihren vergrößerten Stirnflächen an den Stirnseiten
318" der nabenfesten Führungsstege 318 ab. Diese Führungsstege
318 vermeiden zugleich das Kippen des Verbindungsgliedes 311 durch
das auf dasselbe einwirkende Moment aus der ungleichachsigen Abstützung des Reibringes
8 an seinem Steg 311' und der Speizmittel 314 an seinem in Drehrichtung
weisenden Ende des Schenkels 311". Damit wird vermieden, daß das in Drehrichtung
gesehen hinten liegende Ende des Verbindungsgliedes nach außen gegen das Ende des
Reibringes angedrückt wird. Dieses Andrücken kann insofern zu Schaltmängeln führen,
als dadurch der Reibring eine zusätzliche radial einseitige Verschiebung erfährt,
die sich auf die Schaltrauffe überträgt und dessen zentrische Führung auf der Nabe
2 beeinflußt, wodurch Verklemmungen mit entsprechender Erhöhung der notwendigen
Schaltkräfte auftreten können. Diese radial einseitige Verschiebung der Schaltmuffe
kann auch zu einer sehr nachteiligen Taumelbewegung der Schaltmuffe Anlaß geben,
welche starke Abnutzungserscheinungen an den mit der Schaltmuffe im Eingriff stehenden
Schaltgabeln zur Folge hat.
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Als Endanschlag für das Verbindungsglied 311
und damit zur Begrenzung
der Spreizkräfte dient nach F i g. 8 eine Stirnseite 318' des in Drehrichtung
gelegenen Führungssteges 318.
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In F i g. 9 ist eine Gleichlaufeinrichtung weitgehend entsprechend
den F i g. 6 bis 8 in Arbeitsstellung dargestellt, bei welcher nur
ein Ende 414' der als federndes Band ausgebildeten Spreizmittel 414 durch eine etwa
rechtwinkelige Abbiegung in seiner Stirnfläche vergrößert ist, so daß es sowohl
mit dem Führungssteg 418 als auch mit dem Schenkel 411' des Verbindungsgliedes 411
in Berührung treten kann. Das andere Ende 414" der Spreizmittel läuft dagegen gerade
aus, so daß es mit dem ihm benachbarten Schenkel 411' des Verbindungsgliedes 411
nicht in Berührung treten kann. Damit wird in der gezeigten Drehrichtung
D, die beispielsweise der Einschaltung des Anfahrganges im Stillstand entspricht,
eine Verstärkung der Spreizwirkung durch die Spreizmittel 414 ausgeschlossen. Diese
Wirkung kann auch durch Verkürzung 419 eines Schenkels 411' des Verbindungsgliedes
411 herbeigeführt werden. Auch dabei kann bei einer Drehrichtung D' das Verbindungsglied
411 nicht mit den Spreizmitteln 414 in Berührung -kommen. Schließlich kann auch
der in Drehrichtung D' gelegene Führungssteg 418, der mit der Nabe
3' aus einem Stück besteht, in der Drehrichtung D' verlängert sein
(418). Diese Maßnahme hat den zusätzlichen Vorteil, daß alle übrigen losen Teile
bei allen Schaltmuffen gleichbleibend ausgeführt werden können, so daß beim Zusammenbau
und bei eventuellen Reparaturen keine Verwechslungen öglich sind.
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Die F i g. 10 zeigt eine Gleichlaufeinrichtung, bei welcher
zwischen dem Verbindungsglied 511 und den Spreizmitteln 514 bzw. 514' L-förmige
Schleppglieder 519, 519' eingefügt sind. Bei der Verwendung eines federnden
Bandes 514 als Spreizmittel ermöglicht diese Maßnahme ein gerados Auslaufen der
Enden desselben, wobei dennoch je nach Drehrichtung der Schaltmuffe
7 eine Berührung der Spreizmittel 514, 514' einerseits mit dem Verbindungsglied
511 und andererseits mit den Führungsstegen 518 möglich ist.
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Bei Verwendung von Wälzkörpern 514' als Spreizmittel dienen
die Schleppglieder 519 als Maßnahmen, um eine von Kantenpressung freie Anlage
an den beiden genannten Anschlägen zu ermöglichen.
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Ferner ist in F i g. 10 zwischen einem Schenkel Sil" des Verbindungsgliedes
511 und dem zugehörigen verkürzten Schleppglied 519' eine in Drehrichtung
nachgiebige Feder 520 angeordnet. Diese Feder überträgt entsprechend ihrer
Spannung nur eine begrenzte Stützkraft des Reibringes 8 von dem Verbindungsglied
511 auf das Schleppglied 519' und die Spreizmittel 514. Diese Stützkraft
kann zur Einschaltung des Anfahrganges im Stillstand durch die Bewegung der Schaltmuffe
7 und damit durch Zusammendrücken des Reibringes 8 und der Spreizmittel
514 mit einer Bewegung des Schleppgliedes 519'
überwunden werden, so daß die
Einschaltung des Anfahrganges auch dann möglich ist, wenn die Verzahnungen der Schaltmuffe
7 und die Klauenverzahnungen 5, 6 eines der Zahnräder
3, 4 mit ihren angeschrägten Stirnflächen so aneinander anliegen, daß l#
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sie nur durch Verdrehen der Schaltmuffe gegenüber dem vorgespannten Reibring
in die gleiche Richtung möglich ist, die eine weitere Spannung der Spreizmittel
und damit eine Erhöhung der Sperrwirkung des Reibringes bewirken würde. Da diese
jedoch durch den Anschlag des Verbindungsgliedes 511 an einem Führungssteg
518 nicht möglich ist, können durch die Nachgiebigkeit der Feder
520 die Spreizmittel 514 und der Reibring 8 radial zusammengedrückt
und die Verzahnung der Schaltmuffe 7
unter gleichzeitiger Drehbewegung in
die Klauenverzahnung 5, 6 des einzuschaltenden Zahnrades 3, 4 eingekuppelt
werden.