DE1500332C - Lock-synchronized tooth clutch - Google Patents

Description

zur Verfugung steht. Dies wird jedoch weitgehend dadurch ausgeglichen, daß wegen des Fehlens der Antnebsverbindung zwischen dem inneren Reibring und dem als Sperring dienenden äußeren Reibring die gesamten Reibflächen ausgenutzt werden können Im übrigen führt die erfindungsgemäße Anordnung zu einer konstruktiven Vereinfachung der Reibringeis available. However, this will largely be compensated by the fact that because of the lack of the Antnebsverbindungen between the inner friction ring and the outer friction ring serving as a locking ring, the entire friction surfaces can be used In addition, the arrangement according to the invention leads to a structural simplification of the friction rings

An Hand der Zeichnung wird eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung näher erläutert Es zeigtA preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing indicates

τ?·τ?

r ι g. 1 einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße sperrsynchronisierte Zahnkupplungr ι g. 1 shows an axial section through an inventive Lock-synchronized tooth clutch

Fig.2 einen Teilschnitt nach der Linie 2-1 der F i g. 1 und2 shows a partial section along the line 2-1 of FIG. 1 and

Fig.3 eine Ansicht nach der Linie 3-3 der3 is a view along the line 3-3 of

F i g. 1 zeigt eine sperrsynchronisierte Zahnkupplung 10 in einem Schaltgetriebe mit Zahnrädern 11 12 und einer Welle 13. Es ist ferner ein Schaltmuffentrager 15 zur Übertragung des Drehmomentes vorgesehen, der durch eine Keilverzahnung 14 16 mit der Welle 13 drehfest verbunden ist.F i g. 1 shows a lock-synchronized tooth clutch 10 in a manual transmission with gear wheels 11 12 and a shaft 13. There is also a shift sleeve carrier 15 for transmitting the torque provided, which is connected to the shaft 13 in a rotationally fixed manner by a spline 14 16.

Der Schaltmuffenträger 15 ist mit drei Schlitzen 17 versehen, in denen Schieber 18 angeordnet sind Auf dem Schaltmuffenträger 15 ist mittels einer Keil- as verzahnung 20, 22 eine Schaltmuffe 21 mit einer Umfangsnut 23 zur Aufnahme einer Schaltgabel (nicht gezeigt) drehfest und axiai verschiebbar angeordnet. The shift sleeve carrier 15 is provided with three slots 17 in which slides 18 are arranged On the shift sleeve carrier 15 is a shift sleeve 21 with a spline as gearing 20, 22 Circumferential groove 23 for receiving a shift fork (not shown) rotatably and axiai arranged displaceably.

Die Schieber 18 haben einen erhöhten Abschnitt 25, der in eine in die Schaltmuffe eingeschnittene innere Umfangsnut 26 eingreift. Es sind ringförmige Drahtfedern 27 vorgesehen, welche die Schieber 18 radial nach außen drücken, so daß sie mit der Schaltmuffe 21 zum Eingriff kommen.The slide 18 have a raised portion 25, which is cut into an inner sleeve Circumferential groove 26 engages. Annular wire springs 27 are provided which the slides 18 press radially outwards so that they come into engagement with the shift sleeve 21.

Die innere Keilverzahnung 22 der Schaltmuffe ist an jedem Ende mit einer Abschrägung 30 versehenThe inner spline 22 of the shift sleeve is provided with a chamfer 30 at each end

Auf jeder Seite des Schaltmuffenträgers 15 ist jeweils ein als Sperring wirkender äußerer Reibring 31 bzw. 32 vorgesehen, in den Schlitze 33 zur Aufnähme der Enden des Schiebers 18 eingeschnitten sind. Die Schieber verbinden somit die Sperringe 31 und 32 mit dem Schaltmuffenträger 15 zur übertragung des Drehmomentes. Die Sperrringe 31 und 32 sind mit einer inneren konischen Reibfläche 35 ver- 4s sehen, die mit einem Gewinde versehen ist, um eine Schmierung vorzusehen. Die Spei ringe 31 und 32 weisen äußere Kupplungszähne 36 bzw. 37 auf die bei 38 abgeschrägt sind. 'On each side of the shift sleeve carrier 15 there is an outer friction ring 31 acting as a locking ring and 32 are provided, cut into the slots 33 for receiving the ends of the slide 18 are. The slide thus connect the locking rings 31 and 32 to the shift sleeve carrier 15 for transmission of the torque. The locking rings 31 and 32 are provided with an inner conical friction surface 35 see which is threaded to provide lubrication. The storage rings 31 and 32 have outer clutch teeth 36 and 37 which are beveled at 38. '

Auf jeder Seite des Schaltmuffenträgers 15 ist jeweils ein innerer Reibring 40 bzw. 41 angeordnet die eine äußere konische Reibfläche 42 aufweisen welche komplementär zu der konischen Reibfläche 35 der Sperringe 31 und 32 gebildet sind. Die Reibnnge 40, 41 sind mit Vorsprüngen 43 versehen, die in Schlitze 44 des Schaltmuffenträgers 15 greifen So mit sind die Reibringe 40 und 41 ebenfalls mit dem bcnaltmuffenträger 15 zur Übertragung des Drehmomentes verbunden.On each side of the switching sleeve carrier 15 is in each case an inner friction ring 40 or 41 is arranged which have an outer conical friction surface 42 which are formed complementary to the conical friction surface 35 of the locking rings 31 and 32. The friction 40, 41 are provided with projections 43 which engage in slots 44 of the switching sleeve carrier 15 So with are the friction rings 40 and 41 also with the connector socket 15 for transmitting the torque connected.

Auf beiden Seiten des Schaltmuffenträtiers 15 ist ferner jeweils ein mittlerer Reibring 50 bzw 51 vorgesehen, der mit dem Zahnrad 11 bzw. 12 verbunden ist. Die Reibringe 50, 51 besitzen je drei Ansätze 52, die in Schlitzen 53 in dem Zahnrad 11 und in Schlitzen 54 in dem Zahnrad 12 aufgenommen werden. Die Reibringe 50 und 51 haben je eine äußere konische Reibfläche 56, die von der Reibfläche 35 der äußeren Sperringe 31 und 32 erfaßt wird, und eine innere konische Reibfläche 57, die von der konischen Reibfläche 42 der inneren Reibringe 40 und 41 erfaßt wird.Is on both sides of the Schaltmuffenträtiers 15 a central friction ring 50 or 51 is also provided, which is connected to the gear 11 and 12, respectively is. The friction rings 50, 51 each have three lugs 52, which are in slots 53 in the gear 11 and in slots 54 are received in the gear 12. The friction rings 50 and 51 each have an outer conical Friction surface 56 which is detected by the friction surface 35 of the outer locking rings 31 and 32, and one inner conical friction surface 57, which is captured by the conical friction surface 42 of the inner friction rings 40 and 41 will.

Auf dem Zahnrad 11 sind, äußere Kupplungszähne 60 und auf dem Zahnrad 12 äußere Kupplängszähne 61 vorgesehen, die von den inneren Zähnen 22 der Schaltmuffe erfaßt werden können, wenn das eine oder andere der Zahnräder 11 oder 12 zum Antrieb mit der Welle 13 verbunden werden soll. Die äußeren Zähne 60 und 61 sind bei 62 abgeschrägt.On the gear 11 are outer clutch teeth 60 and on the gear 12 outer clutch teeth 61 provided, which can be detected by the inner teeth 22 of the shift sleeve when one or the other of the gears 11 or 12 is to be connected to the shaft 13 for driving purposes. the outer teeth 60 and 61 are beveled at 62.

Die Beziehung zwischen dem Schlitz 54, der in dem Zahnrad 12 vorgesehen ist, und dem zugehörigen Reibring 51 ist derart, daß der Reibring relativ zum Zahnrad eine Axialbewegung ausführen kann, wie es am besten aus der F i g. 3 ersichtlich ist. In gleicher Weise ist der Reibring 40 relativ zum Zahnrad 11 axial beweglich.The relationship between the slot 54 provided in the gear 12 and the associated one Friction ring 51 is such that the friction ring can execute an axial movement relative to the gear wheel, as best shown in fig. 3 can be seen. In the same way, the friction ring 40 is relative to the gear 11 axially movable.

Die Betriebsweise der sperrsynchronisierten Kupplung ist wie folgt:The mode of operation of the lock-synchronized clutch is as follows:

Wenn die Schaltmuffe 21 nach links in Richtung auf das Zahnrad 11 bewegt wird, bewegt sich der Schieber 18 mit und drückt den Sperrring 31 nach links, so daß sich die Reibfläche 35 des Sperrings 31 an die Reibfläche 56 des Reibrings 50 und die Reibfläche 42 des Reibrings 40 an die Reibfläche 57 des Reibrings 50 anlegt. ■When the shift sleeve 21 is moved to the left in the direction of the gear 11, the moves Slide 18 with and presses the locking ring 31 to the left, so that the friction surface 35 of the locking ring 31 to the friction surface 56 of the friction ring 50 and the friction surface 42 of the friction ring 40 to the friction surface 57 of the Friction rings 50 apply. ■

Dieser Eingriff verursacht zunächst eine Drehbewegung des Sperrings 31 und des Reibrings 40 gemeinsam mit dem Zahnrad 11 und somit eine relative Drehbewegung zwischen dem Sperring 31 und dem Schaltmuffenträger 15 zur Übertragung des Drehmomentes in Richtung der Bewegung des Teiles, der sich mit der höheren Drehzahl dreht, wodurch die abgeschrägten Oberflächen der Zähne 36 des Sperringes 31 und die Zähne 22 der Schaltmuffe 21 in Sperreingriff gebracht werden. Nachdem sich der Sperring einmal in die Sperrstellung .bewegt hat, wird einer weiteren Bewegung der Schaltmuffe 21 durch die abgeschrägten Oberflächen auf den Zähnen 36 ein Widerstand entgegengesetzt, auch wenn eine erhebliche Kraft auf die Schaltmuffe 21 ausgeübt wird. Daher wird ein formschlüssiger Kupplungseingriff verhindert, bis das Zahnrad 11 eine zur Schaltmuffe 21 synchrone Drehzahl erricht hat; an diesem Punkt findet eine relative Bewegungsumkehr statt, die den Sperring 31 veranlaßt, sich in eine Stellung zu bewegen, in der die Zähne 36 des Sperrings mit den inneren Zähnen 22 der Schaltmuffe 21 fluchten. Die Schaltmuffe läßt sich dann in Kupplungseingriff mit dem Zahnrad 11 rücken, wobei die nachgiebige Verbindung zwischen den Schiebern 18 und der Schaltmuffe 21 unter der zur Bewegung der Schaltmuffe 21 ausgeübten Kraft aufgehoben wird.This engagement initially causes the locking ring 31 and the friction ring 40 to rotate together with the gear 11 and thus a relative rotational movement between the locking ring 31 and the shift sleeve carrier 15 for transmitting the torque in the direction of movement of the part, which rotates at the higher speed, causing the beveled surfaces of teeth 36 of the locking ring 31 and the teeth 22 of the shift sleeve 21 are brought into locking engagement. After yourself Once the locking ring has moved into the locking position, a further movement of the shift sleeve 21 opposed by the beveled surfaces on the teeth 36 a resistance, even if a considerable force is exerted on the shift sleeve 21. Therefore, a positive coupling engagement is prevented until the gear 11 is a Shift sleeve 21 has established synchronous speed; at this point there is a relative reversal of motion instead, which causes the locking ring 31 to move into a position in which the teeth 36 of the locking ring align with the inner teeth 22 of the shift sleeve 21. The shift sleeve can then be moved into coupling engagement with the gear wheel 11, the yielding one Connection between the slides 18 and the shift sleeve 21 under the movement of the shift sleeve 21 exerted force is canceled.

Wenn die Schaltmuffe 21 zur Erfassung des Zahnrades 12 nach rechts bewegt wird, ist die Betriebsweise grundsätzlich die gleiche wie oben.When the shift sleeve 21 is moved to the right to detect the gear 12, the mode of operation is basically the same as above.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

1 21 2 der vom Zahnrad angetriebenen Gegenfläche gerücktmoved to the counter surface driven by the gearwheel Patentanspruch: ^w'^rc* ^und Zahnrad und Schaltmuffenträger nochClaim: ^w ' ^rc * ^un d gear and shift sleeve carrier still nicht synchron laufen, sperrt die am Sperring vorge-do not run synchronously, blocks the Sperrsynchronisierte Zahnkupplung mit einem sehene Außenverzahnung eine weitere Axialverschieauf einer Welle befestigten Schaltmuffenträger, 5 bung der Schaltmuffe, wenn der Sperring durch die einer auf dem Schaltmuffenträger axial ver- Drehbewegung des Zahnrades relativ zum Schaltmufschiebbar und drehfest angeordneten Schalt- fenträger etwas verdreht worden ist. Erst wenn Zahnmuffe, die mit dem zu synchronisierenden Zahn- rad und Schaltmuffenträger synchron laufen, wird rad in Eingriff rückbar ist, und drei ineinander der Sperring durch eine entgegengesetzte Relativdreangeordneten, miteinander in Reibungseingriff io hung zum Schaltmuffenträger in eine Lage bewegt, in rückbaren konischen Reibringen, von denen der der die Außenverzahnung des Sperrings mit der Inals Sperrglied für die Schaltmuffe dienende au- nenverzahnung der Schaltmuffe fluchtet, worauf der ßere Reibring durch einen vom Schaltmuffenträ- Schaltmuffenträger in Eingriff mit dem Sperring und ger betätigbaren Schieber mit dem Schaltmuffen- dem Zahnrad gerückt werden kann. — Wenn nun träger mit Umfangsspiel drehfest verbunden und 15 zwischen dem Sperring und dem Zahnrad zwei weiaxial verschiebbar ist, der innere Reibring ge- tere Reibringe angeordnet werden, sollten sich diese meinsam mit dem äußeren Reibring drehbar ist Reibringe ebenfalls in gewissem Umfang relativ zum ' und der mittlere Reibring mit dem Zahnrad dreh- Schaltmuffenträger drehen können. Aus diesem fest verbunden ist, dadurch gekenn- Grund ist nach dem deutschen Gebrauchsmuster zeichnet, daß der innere Reibring (40 bzw. 20 1 897 713 der mit der Welle in Treibverbindung ste-41) drehfest auf einer Nabe des Schaltmuffenträ- hende Reibring durch radial vorstehende Ansätze gers (15) angeordnet ist. unmittelbar mit dem Sperring drehfest verbunden, soLock-synchronized tooth coupling with an external toothing seen with a further axial displacement a shaft mounted shift sleeve carrier, 5 exercise of the shift sleeve when the locking ring through the one on the shift sleeve carrier axially rotatable movement of the gear relative to the shift sleeve and the switch carrier arranged in a rotationally fixed manner has been rotated somewhat. Only when toothed socket, which run synchronously with the gearwheel to be synchronized and the shift sleeve carrier wheel can be moved back into engagement, and three interlocking the locking ring by an opposite relative dreanordered, with each other in frictional engagement io hung to the shift sleeve carrier in a position moved in relocatable conical friction rings, of which the external toothing of the locking ring with the inals The locking element for the gearshift sleeve serving is aligned, whereupon the ßere friction ring by one of the Schaltmuffenträ- shift sleeve carrier in engagement with the locking ring and ger actuatable slide can be moved with the gearshift sleeve- the gear. - If now carrier with circumferential play non-rotatably connected and 15 between the locking ring and the gear two weiaxial is displaceable, the inner friction ring ge tere friction rings are arranged, these should be together with the outer friction ring, friction rings are also rotatable to a certain extent relative to the 'and the middle friction ring with the gear can rotate shift sleeve carrier. For this is firmly connected, which means that the reason is based on the German utility model shows that the inner friction ring (40 or 20 1 897 713 which is in drive connection with the shaft) non-rotatably on a hub of the gearshift sleeve by means of radially protruding lugs gers (15) is arranged. directly rotatably connected to the locking ring, so daß sich diese beiden Ringe immer gemeinsam dre-that these two rings always rotate together hen. Die unmittelbare Treibverbindung zwischenhen. The immediate driving connection between 25 dem Sperring und dem inneren Reibring führt allerdings zu einer etwas aufwendigen konstruktiven Lö-25 the locking ring and the inner friction ring, however, leads to a somewhat complex structural solution Die Erfindung betrifft eine sperrsynchronisierte sung, da einerseits die Form der Reibringe verhält-Zahnkupplung mit einem auf einer Welle befestigten nismäßig kompliziert wird und andererseits der für Schaltmuffenträger, einer auf dem Schaltmuffenträ- die Reibflächen vorgesehene Platz verringert wird. · ger axial verschiebbar und drehfest angeordneten 30 Aufgabe der Erfindung ist es, eine sperrsynchro-Schaltmuffe, die mit dem zu synchronisierenden nisierte Zahnkupplung der eingangs angegebenen Art Zahnrad in Eingriff rückbar ist, und drei ineinander zu schaffen, bei der zwei Reibflächenpaare vorgeseangeordneten, miteinander in Reibungseingriff rück- hen sind.The invention relates to a lock-synchronized solution, since on the one hand the shape of the friction rings behaves-tooth clutch with a fixed on a shaft nismäßig complicated and on the other hand the for Shift sleeve carrier, a space provided on the Schaltmuffenträ- the friction surfaces is reduced. · ger axially displaceable and non-rotatably arranged 30 The object of the invention is to provide a locking synchro shift sleeve, the nized tooth coupling of the type specified above to be synchronized Gear can be moved back into engagement, and to create three one inside the other, in which two pairs of friction surfaces are arranged upstream, are in frictional engagement with one another. baren konischen Reibringen, von denen der als Dies wird bei einer sperrsynchronisierten Zahn-conical friction rings, of which the one as this is used in a lock-synchronized tooth Sperrglied für die Schaltmuffe dienende äußere Reib- 35 kupplung der eingangs angegebenen Art erfindungsring durch einen vom Schaltmuffenträger betätigba- gemäß dadurch erreicht, daß der innere Reibring ren Schieber mit dem Schaltmuffenträger mit Um- drehfest auf einer Nabe des Schaltmuffenträgers anfangsspiel drehfest verbunden und axial verschiebbar geordnet ist.Locking member for the shift sleeve serving outer friction clutch of the type indicated at the beginning of the invention ring achieved by one actuated by the shift sleeve carrier in that the inner friction ring ren slide with the switching sleeve carrier with non-rotating position on a hub of the switching sleeve carrier is rotatably connected and arranged to be axially displaceable. ist, der innere Reibring gemeinsam mit dem äußeren Bei der erfindungsgemäßen Zahnkupplung stehtis, the inner friction ring is together with the outer case of the tooth clutch according to the invention Reibring drehbar ist und der mittlere Reibring mit 40 also der innere Reibring nicht in reibschlüssiger Verdem Zahnrad drehfest verbunden ist. bindung mit dem Zahnrad, sondern er wird von demFriction ring is rotatable and the middle friction ring with 40 so the inner friction ring is not in frictional Verdem Gear is rotatably connected. bond with the gear, but it will depend on the Bei den herkömmlichen sperrsynchronisierten Schaltmuffenträger getragen und angetrieben. Hier- - Zahnkupplungen (vgl. z.B. USA.-Patentschrift aus ergibt sich, daß der innere Reibring mit einem 2 221900), bei denen der Sperring eine Axialver- begrenzten Umfangsspiel relativ zum Schaltmuffenschiebung der Schaltmuffe verhindert, bis die Schalt- 45 träger anzuordnen ist, um sich während des Sperrmuffe und das zu synchronisierende Zahnrad die und Entsperrvorgangs gemeinsam mit dem Sperrring gleiche Drehzahl haben, wirkt die konische Reib- relativ zum Schaltmuffenträger verdrehen zu können, fläche des Sperrings mit einer unmittelbar am Zahn- Aus dem eingangs genannten deutschen Ge-Carried and driven in the conventional lock-synchronized shift sleeve carrier. Here- - Toothed clutches (see e.g. USA patent specification from) that the inner friction ring with a 2 221900), in which the locking ring has an axially limited circumferential play relative to the shift sleeve the shift sleeve prevents until the shift carrier is 45 to be arranged around during the locking sleeve and the gear to be synchronized and the unlocking process together with the locking ring have the same speed, the conical friction acts to be able to rotate relative to the shift sleeve carrier, surface of the locking ring with a directly on the tooth. rad angebrachten konischen Gegenfläche zusammen. brauchsmuster 1 897 713 ist zwar in Verbindung mit Um die Synchronisierleistung einer solchen Synchro- 50 anderen Ausführungsbeispielen bereits bekannt, den nisiereinrichtung ohne eine Durchmessererhöhung zu inneren von zwei konzentrisch ineinander angeordneverbessern, wurden nach dem deutschen Gebrauchs- ten Reibringen mit dem Schaltmuffenträger drehfest muster 1897 713 zwischen der konischen Innen- zu verbinden. In diesem Fall ist jedoch — wie bei fläche des Sperrings und der konischen Außenfläche dem eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiel des des Zahnrades zwei weitere Reibringe angeordnet, 55 Gebrauchsmusters — der innere Reibring auf einer die jeweils auf ihrer Innen- und Außenseite mit einer unmittelbar am Zahnrad vorgesehenen konischen konischen Reibfläche versehen sind und von denen Reibfläche abgestützt, so daß auch in diesem Fall der eine mit dem Zahnrad und der andere mit der drei konzentrisch ineinander angeordnete Reibflä-Welle in Treibverbindung steht. Somit sind an Stelle chenpaare vorgesehen sind. Im übrigen handelt es eines einzelnen Reibflächenpaares drei Reibflächen- 60 sich bei diesen Ausführungsformen um synchronipaare vorgesehen, die gemeinsam die Synchronisie- sierte Zahnkupplungen ohne Sperreinrichtung, so rung bewirken. daß in diesem Fall der innere Reibring keine Relativ-wheel attached conical counter surface together. utility model 1 897 713 is in connection with To the synchronization performance of such a synchro 50 other embodiments already known, the improve the nizing device without increasing the diameter of the inner two concentrically arranged one inside the other, became non-rotatable with the shift sleeve carrier according to the German used friction rings pattern 1897 713 to connect between the conical interior. In this case however - as with surface of the locking ring and the conical outer surface of the embodiment described above of the gear two more friction rings arranged, 55 utility model - the inner friction ring on one each on its inside and outside with a conical provided directly on the gear conical friction surface are provided and supported by which friction surface, so that also in this case one with the gear wheel and the other with the three concentrically arranged friction surface shafts is in driving connection. Thus, pairs of surfaces are provided instead. Otherwise it is of a single pair of friction surfaces, three friction surfaces 60 are synchronized in these embodiments provided that jointly the synchronized tooth clutches without locking device, see above effect. that in this case the inner friction ring has no relative Bei einer sperrsynchronisierten Zahnkupplung drehung bezüglich des Schaltmuffenträgers auszufühmuß der Sperring, der von dem Schaltmuffenträger ren braucht.In the case of a lock-synchronized tooth clutch, rotation with respect to the shift sleeve carrier must be executed the locking ring that needs ren from the shift sleeve carrier. angetrieben wird, eine begrenzte Umfangsbewegung 65 Bei der erfindungsgemäßen Zahnkupplung sind relativ zum Schaltmuffenträger ausführen können. zwar statt dreier Reibflächenpaare nur zwei Reibflä-Wenn nämlich der Sperring durch eine Axialver- chenpaare vorgesehen, so daß bei gleichem Durchschiebung der Schaltmuffe in Reibungseingriff mit messer an sich eine geringere Synchronisierleistungis driven, a limited circumferential movement 65 are in the tooth coupling according to the invention can run relative to the switching sleeve carrier. instead of three pairs of friction surfaces, only two friction surfaces namely, the locking ring is provided by an Axialver- chenpaare so that with the same push-through the shift sleeve in frictional engagement with knife per se a lower synchronizing performance