DE1505732A1 - Sperrsynchronisierte Schaltkupplung fuer Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe - Google Patents
Sperrsynchronisierte Schaltkupplung fuer Kraftfahrzeug-WechselgetriebeInfo
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Description
Daimler-Benz Aktiengesellschaft J a im 7Q63/4
Stiittgart-LTntertürkheim 4.4.1966 Roe/Bra
Sperrsynchronisierte Schaltkupplung
für Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe
.Die Erfindung betrifft eine sperrsynchronisierte Schaltkupplung
für Wechselgetriebe, insbesondere Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe
zum Ankuppeln der lose auf einer Welle drehbaren Zahnräder an diese Welle, wobei am Zahnrad eine Synchronisierfläche
und ein Kuppelglied radial innerhalb derselben fest angeordnet ist und wobei die Welle mittels eines frägers drehfest,
aber axial verschiebbar eine im Schnitt stegartige Schaltmuffe trägt, welche die G-egenkupplungsglieder aufweist und durch
eine Schalthebel zuzi Eingriff axial bewegbar ist und welche
nittels Abweisflächen mit Synchronisierringen zusammenwirkt,
welche gegenüber der Schaltnuffe nur um einen begrenzten
Betrag verdrehbar, sons'C aber drehfest mit ihr verbunden und
nach Überwindung eines Feüerriuges ihr gegenüber axial vergeg
schiebbar sind.
Sperr synchronisierungen sin:i durch Borg-War;;er bei:.mn t geworden.
Sie haben u.a. den !lachteil, dai sie zwischen den Zahnrädern
eines Wechselgetriebes zu viel Platz wegnehmen. Man ist nämlich bei Wechselgetrieben bestrebt, die Synchronisiereinrichtung
so schmal wie möglich zu bauen, damit der im Getriebegehäuse zwischen den Zahnrädern verbleibende Platz so gut wie möglich
ausgenützt v/erden kann. Durch das deutsche Patent 110 1057 der Anmelderin selbst ist eine sperrsynchronisierte Klauen- / r>(
kupplung der obigen Art bekannt geworden, die in axialer Hichtuno bereits schmaler baut als die bisher bekannte Borg-Warner-Kupplung.
Bei dieser zuletzt gena-. ,en bekannten
Schaltkupplung liegen die Kupplu..j3jliedsr unmittelbar neben
den Synchronisierflachen am Zatmraakcrper und nahezu auf demselben
Jurcnmesser wie die letzteren. Die stegart.l je Schal t;-miffe
hat in ihrem radialen Mittelteil v.i .Ie zaufc—artige
Verbindungsglieder zwischen einem äußren und eine::: inneren
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-;2 - Daim 7O63A
Jingteil. Diese Zapfenglieder nehmen die Abweisflachen auf
und bilden zugleich die Gegenkupplungsglieder für den endgültigen Singriff. Ein Federring umfasst von außen die zu
einer Einheit zusammengefassten Synchronisierringe und legt sie in der Mittelstellung fest.
Diese bekannte Schaltkupplung hat einen an sich recht komplizierten
Aufbau. Insbesondere ist die Montage aus den vielen einzelnen Teilen und deren Herstellung sehr umständlich und
bedingt eine sehr genaue Fertigung. Sie baut außerdem immer noch verhältnismäßig breit, da die Abweis- und Kuppelglieder
axial hintereinander liegen. Ferner weitet sich der Federring bei hoher Drehzahl infolge der Fliehkraft auf, so daß keine
ausreichende Synchronisierung mehr sichergestellt ist.
Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der eingangs genannten
Art von Schaltkupplungen dadurch .^gelöst, daß die Verzahnung
zwischen Schaltmuffe und ihrem Träger zugleich als G-egenkupplungsglied dient und in die unmittelbar daneben
liegenden, als Kupplungsglieder dienenden Verzahnungen der Zahnräder einschiebbar ist und die an den Zahnradkörpern
festgelegten Synchronflächen zumindest teilweise die' als Kuppelglieder dienenden Verzahnungen übergreifen.
Die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt eine weitere vorteilhafte axiale Verkürzung der Schaltkupplung. Dies liegt daran,
daß nunmehr die zum Eingriff bestimmten Kupplungsglieder von den Abweisflächen vollkommen getrennt sind. Dadurch kann
weiterhin noch eine Verzahnung an der Schaltmuffe eingespart werden. Diese weist nämlich nunmehr nur noch die Abweisflächen
auf. Während bei der bekannten Anordnung die Zähne auch in der Eingriffsstellung federn, da ja die Abweisflächen noch.
davorliegen und infolgedessen ein Hebelarm entsteht, wird dies bei der erfindungsgemäßen Ausbildung vollkommen vermieden.
Schließlich ergibt sich noch eine weitere Vereinfachung in baulicher Hinsioht, die eine leichtere Montage und auch
'eine leichtere Herstellung der Einzelteile zur Folge hat.
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Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung ist auf einem
der Schaltmuffe zugekehrten Absatz am Zahnradkörper, dessen Durchmesser nur etwas größer ist als der Außendurchmesser
der als Kupplungsglieder dienenden Verzahnungen ein Ringkörper festgelegt, dessen in Richtung auf die Schaltmuffe
vorgezogener Außenteil außen die konische Synchronisierfläche bildet. Die Befestigung dieses Ringkörpers auf dem Absatz
kann in beliebiger Weise, z.B. durch Schrumpfen, erfolgen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung
sind beide Synchronisierringe zu einer Einheit zusammengefasst und durch gleichmäßig am Umfang verteilte Klammern
in ständiger fester Anlage an ihren einander zugekehrten Stirnflächen gehalten, wobei in an sich bekannter Weise
radial innen die Koiiusflächen zum Synchronisieren angeordnet
sind. Es werden also vorteilhafterweise zwei gleiche Synchronisierringe
verwendet und unter Drehung um jeweils 180 spiegelbildlich aneinander gelegt. Die Befestigung durch
Klammern hat den Vorteil, daß sie jederzeit lösbar ist und daß sie leicht montiert werden kann. Dabei weist diese aus
den Synchronisierringen gebildete Einheit in an sich bekannter^·
Weise innen eine Nut zum Eingriff des Federringes auf, der in der Schaltmuffe in einer Ringnut innerhalb der Einheit
festgelegt ist. Dabei ist es zweckmäßig, die Wut mit schrägen Flächen auszurüsten, mit denen der Federring während des
Schaltvorganges nach innen zusammengedrückt werden kann. Wenn nun der Ring durch die Fliehkraft ausgeweitet wird,
so ergibt sich eine Verstärkung der Federkraft. Dieser Federring übernimmt also die Sperrung, solange die Synchronisierringe,
z.B. infolge eines ölfilmes auf den Synchronisierflachen,
noch nicht gegenüber der Schaltmuffe verdreht sind und mit ,ihren Abweisflächen aneinander liegen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist jeder Synolr'onisierring
auf seiner der Muffe zugewandten Seite mehrere auf .Li TJn-f ρ ng gleichmäßig verteilte axiale Aussparungen
auf ^uia . .-^htritt radialer Arme an der Muffe und es sind die
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in Umfangrichtung liegenden Flächen dieser Ausnehmungen
zur Bildung von Abweisflächen etwa auf der Hälfte ihrer axialen Tiefe abgeschrägt. Man wird hierbei daran denken,
insgesamt drei oder vier Ausnehmungen und entsprechend auch drei oder vier Arme an der Schaltmuffe vorzusehen.
Die Schaltmuffe besteht dabei aus einem ersten und einem zweiten Hingteil, deren erster sich innen zur Habe verbreitert
und innen die in den Huffenträger eingreifende Verzahnung aufweist, während seine äußere Umfangsflache im Durchmesser
nur etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Synchronisierringe und zur "Verbindung mit dem zweiten Ririgteil
dient. Diese 'Verbindung kann an sich dem Fachmann überlassen bleiben. Zweckmäßig wird es sein, sie durch Aufschrumpfen,
Schweißen oder z.3. auch durch Jllektronenstrahlschweißung
vorzunehmen. Zweckmäßigerweise ist dabei in der äußeren Umfangsfläche des ersten Ringteiles eine Hingnut zur Aufnahme
des Federringes angeordnet, deren Tiefe etwas größer ist als der Federdrahtdurchinesser.
Bei dieser Ausführungsform ,anweist der zweite liingteil nach
innen weisende /orsprünge zum Durchtritt durch die Ausnehmungen
in der Svnchronisierring-Einheit auf, deren in Umfangrichtung
weisende Flächen zur Bildung von Abweisflächen keilförmig miteinander zugekehrten ICeilspitzen ausgebildet
sind und deren.innere Umfangsflachen zur Verbindung mit dem
ersten Eingteil dienen. Dabei sind zweckmäßigerweise die Keilspitzen durch plane !Flächen in der Mitte etwas abgestumpft.
In den inneren Umfangsflächen an den Vorsprängen ist in der
Mitte eine Ringnut zur Aufnahme des Federringes angeordnet, deren 'Tiefe etv/a dem Radius des Federdrahtes entspricht.
Einzelheiten der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel
der Zeichnung, und zwar zeigt:
BAD
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I1Mg. 1 eine /Schaltkupplung in einem Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe
im Schnitt
?ig. 2 die Schaltmuffe mit daran montierten Synchronisierringeri
im Schnitt,
iis. -j und 4 die Schaltiauffe in Schnitt und Seitenansicht und
?ig. ;3 und 5 einen Synchronisierung, ebenfalls in
Schnitt und Seitenansicht.
-lach Jigur 1 ist in dem 3-ehäuse 10 eines Wechselgetriebes
in an sich bekannter Weise eine Hauptwelle 11 und eine Vorgelegewelle
12 gelagert. Auf der letzteren sind die Zahnräder 15 und 14 fest angeordnet, z.B. aufgeschnitten, in welche die
Zahnräder I5 und 16 auf der Hauptwelle eingreifen. Die letztgenannten
Bahnräder Λ'-} und 16 sind in an sich bekannter Weise
lose auf der Hauptwelle 11 gelagert. Zwischen ihnen befindet sich eine Schaltkupplung 17, mit deren Hilfe sie wahlweise
an die Hauptwelle 11 angekuppelt werden können.
Auf der Hauptwelle 11 ist ein Schaltmuffentrager 13 undrehbar
und axial unverschiebbar festgelegt. Auf ihm ist eine Schaltmuffe
19 mittels einer Verzahnung 20 axial verschiebbar
aber drehfest angeordnet. Unmittelbar neben der Verzahnung 20 befinden sich gleicno aber wesentlich kürzere Verzahnungen
21 und 22, welche an den Znhnradkö'rpern 15 und 16 gefestigt
sind bzw. von diesen gebildet werden. Liese letztgenannten
Veraahnungen bilden lie Kupplungsglieder für den endgültige1"!
Eingriff ier Schaltkupplung. Die Verzahnung 20 -in :1er ScHjItmuffe
19 "lieut dabei als ^o genkupp lung ε ;lied. Sie ist - wie
die 31Igar klar crken-veii. lasst - bei axialer Verschiebung
der Scnaltniuffe 19 i;· lio 7erz;dmungon 21 oder 22 ■■•!•■.-!chio-Joar.
Die Sch'jitmuffe 19 is α stegar* i.g ausgebildet. Si'· wird au..^.
in an ol":.i bekanxiij'jr- V/eise vo;: einer Schol^gub·.-ι. Ί. : ai;:fa:j;.^.
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- 6 - Daim 7O63A ' ·
Sie nimmt ferner die Synchronisierringe 24 und 25 auf, welche zu' einer Einheit zusammengefasst sind. Klammern 26 dienen
zum Zusammenhalten dieser beiden Synchronisierringe. Ein
Federring 27 ist in einer Nut 28 der Schaltmuffe 19 angeordnet
und greift in eine Hut 30 der aus den beiden Synchronisierringen 24 und 25 gebildeten Einheit ein. Zur Zusammenarbeit
mit den Synchronisierringen sind an den Zahnrädern 15 und 16 undrehbar die 'Hinge 31 und 32 festgelegt, die außen
die Synchronisierflächen 33 aufweisen. Die Ringe 31 und 32
befinden sich auf einem -Absatz 34, dessen Durchmesser nur
etwas großer ist als der Außendurchmesser der Verzahnung Der Ring 31 ist in seinem Außenteil in Richtung auf die
Schaltmuffe bis über die Verzahnung 21 vorgezogen.
Die Wirkungsweise der Schaltkupplung ist an sich klar. Zum Einschalten eines Ganges wird z.B. mit der Schaltgabel 23
die Schaltmuffe 19 nach links bewegt. Dabei kommt die Synchronisierfläche 23 mit dem Synchronisierring 24 im Kontakt.
Letzterer verdreht sich gegenüber der Schaltmuffe 19 um einen .geringen Betrag,, so daß die hier in dieser Figur nicht
sichtlichen Abweisflächen aneinander zur Anlage kommen und eine weitere Linksbewegung der Schaltmuffe 19 verhindern.
Erst wenn der Gleichlauf erreicht ist,- tritt die Wirkung der
Abweisflächen in an sich bekannter Weise außer Kraft und die Schaltmuffe 19 lässt sich mit ihrer Verzahnung 20 in die
Verzahnung 21 des Zahnrades 15 einschieben.
Fach den Figuren 2 bis 4 besteht die Schaltmuffe 19 aus einem ersten Ringteil 35 und einem zweiten Ringteil 36. Ersterer
verbreitert sich zum Schaltmuffenträger hin und weist innen die Verzahnung 20 auf. Der zweite Ringteil 36 weist nach
innen weisende Vorsprünge 37 auf. Die inneren Umfangsflachen
38 dieser VorSprünge 37 dienen der Befestigung am ersten
Ringteil 35. Durch die Vorsprünge 37 - vorzugsweise vier an der Zahl - werden Durchbrechungen 39 gebildet, durch
welche die Synchronisierringe 24 und 25 einschließlich ihrer Feder 26 hindurchtreten. Die einander zugekehrten Stirnflächen ,40
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der Vorsprünge 37 dienen als. Abweisflächen und sie sind zu
■diesem Zweck keilförmig ausgebildet. Dies erfolgt derart, daß die Keilspitzen einander zugekehrt sind. Jedoch ist die
Keilspitze etwas abgestumpft, so daß in der Mitte eine plane Fläche entsteht. In beiden Hingteilen 35 und 36 befinden sich
Ringnuten 28 und 41, wobei die Tiefe der letzteren etwa dem Radius des Federdrahtes entspricht. Die Ringnut 28 dagegen
ist so tief, daß der Federdraht darin ganz verschwinden kann.
Each den Figuren 5 "U-^d 6 ist der Synchronisierring 24· - und
entsprechend selbstverständlich auch der hier nicht dargestellte Synchronisierring 25 - mit VorSprüngen 42 versehen,
die zur Schaltmuffe 19 hin gerichtet sind und deren Zahl der Zahl der Ausnehmungen 39 in der Schaltmuffe 19 entsprechen.
In diesen Vorsprüngen 42 sind außen Hüten 43 angebracht, in welchen die Klammern 26 angeordnet sind. Der Synchronisierring
weist innen eine Konusfläche· 44 auf, die mit der Synchronisierfläche 33 Bio. Ring 31 zusammen arbeitet. Die Vorsprünge
- mit welchen die Synchronisierringeinheit durch die Ausnehmungen
39 cLer Schaltmuffe 19 hindurchgreift - haben an den
einander zugekehrten, in Umfangsrichtung weisenden Stirnflächen
Abweisflächen 45- Heigung und Größe dieser Abweisflächen 45
entspricht derjenigen der Abweisflächen 40 an der Muffe 19. Die Ausnehmungen 46 zwischen den Vorsprüngen 42 sind jedoch
über die Abweisflächen 45 hinaus soweit vertieft, daß während
des endgültigen Kupplungseingriffes die Vorsprünge 37 an der
Schaltmuffe 19 in diesen Ausnehmungen 46 Platz haben. Der
Synchronisierring 24 ist an der Innenseite der Vorsprünge 42
mit Abschrägungen 47 versehen, welche - beim spiegelbildlichen
Aufeinanderlegen von zwei Synchronisierringen zu einer Einheit - eine keilförmige Hut zur Aufnahme des Federringes
bilden. Beim Einschieben in den endgültigen Kupplungseingriff wird also mit diesen Schrägflächen 47 der Federring 27 nach
innen zusammengedrückt. Dadurch kann dann die Schaltmuffe 19 in an sich bekannter Weise nach der jeweiligen Seite durchtreten.
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Claims (1)
- Daimler-Benz Aktiengesellschaft Jaim 7065/4Stuttgart-Untertürkheim 4.4.1966 ?Loe/BraΑ η s ρ r ü c Ii e:1. Sperrsynchronisierte Schaltkupplung für- Wechselgetriebe, insbesondere Kraftfahrzeug-Wechselgetriebe zu.i Ankupp el:·; der lose auf einer Welle drehbaren ..I ah. ..räderan diese //eile, wobei am Bahnrad eine oynchronisierfläche und ein Kuppelglied radial innerhalb derselben fest L-.n.geordnet ist u.._d wobei die ,/eile mitteis eines trägers Irahfest aber e.xial verschiebbar aine i:n Schnitt stegartige Schal tiaufxe tragt, welche die Geren>up.^lungsglieder aufweist und durch 3i-L-.e Scnalc;-g-sbel z~x: .Eingriff axial bewegbar ist und welche mittels hbweisflachen mit Synchronisisrri-. .gc.".:. susrunnenwirkt. welche gegenüber der Schal tauf fe nur um einen begrenzte."·. Betrag verirehbar, sonst aber drehfest nix, ihr T3rbunde:.:. und nach Überwindung eir:es J'ederringes ihr gegenl'oer axial verschiebbar sin;;., dadurch gehe-/n"Lzeicn::et, lr-.i die Verzahnung \2C; zv/ischen Schaltinufie (19) und ihrem irager (18) zugleich als Gegenkupplungsglied .\ient und in die unmittelbar danebenliegenden, als Kupplungsglieder dienenden 7erZähnungen (21, 22) der Zahnräder (15? 16) einschiebbar ist und die an den Zahiiradkörpem(15, 16) festgelegten Synchronisierflächen. (33) zumindest teilweise die als Iiuppluiigsglieder dienenden Verzahnungen (21 und 22) übergreifen. .-2. Schaltkupplung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß auf einem der Schaltmuffe (19) zugekehrten Absatz (34) am Zahnradkörper,, dessen Durchmesser nur etwas größer ist als der Außendurchmesser, der als Kupplungsglieder dienenden Verzahnungen (21, 22) ein Ringkörper (31, 32) festgelegt ist, dessen in iUchtuag auf die Schaltmuffe vorgezogener Außenteil außen die konische ovnchronisierflache (r>3) bildet.BAD ORSGiNAL0 0 9 3 2 7/0198 - -■ -Ck ' Daim 7065/43·· .Schaltkupplung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß-beide Synchronisierringe (24, 25) zu einer Einheit zusammengefasst sind und durch gleichmäßig am Umfang verteilte !Hämmern (26) in ständiger fester Anlage an ihren einander zugekehrten Stirnflächen gehalten werden und in an sich bekannter "//eise radial innen die Konus flächen (44) zum Synchronisieren angeordnet sind.4. Schaltkupplung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Synchronisierringen (24, 25) gebildete Einheit in an sich bekannter v/eise innen eine Hut (30) zum Eingriff des 'Federringes (27) aufweist, der in der Schaltauffe (19) in einer Hingnut (28) innerhalb der Einheit festgelegt ist.5· Schaltkupplung nach Anspruch 3 oder 4 dadurch "gekennzeichnet, daß jeder Synchronisierring (24, 25) auf seiner der Muffe (19) zugewandten Seite üiehrere auf den Umfang gleichmäßig verteilte axiale Aussparungen (46) aufweist zum Durchtritt radialer Arme (37) an der Muffe (19) und daß die in Umfangsrichtung liegenden Flächen dieser Ausnehmungen zur Bildung von Abweisflächen (45) etwa auf der Hälfte ihrer axialen Tiefe abgeschrägt sind.6. Schaltkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmuffe (19) aus einem ersten (35) unc3· einem zweiten Ringteil (36) besteht, deren erster sich innen zur Nabe verbreitert und innen die in den Muffenträger (18) eingreifende Verzahnung (20) aufweist, während seine äußere Umfangsflache (38) im Durchmesser nur etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Synchronisierringe (24, 25) und zur Verbindung mit dem zweiten Ringteil(36) dient.SAD ORSGiNAL— 3 —. Palm 7065/4' 7· Schaltkupplung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß in der äußeren Umfangsflache (38) des ersten Ringteiles (35) eine Ringnut (28) zur Aufnahme des ' JFederringes (27) angeordnet ist, deren Tiefe etwas größer ist als der Federdrahtdurchmesser.8. Schaltkupplung nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringteil (36) nach innen weisende Vorsprünge (37) zum Durchtritt durch, die Ausnehmungen (46)_in der Synchronisierring-Einheit aufweist, deren in Umfangsrichtung weisende Flächen zur Bildung von Abweisflächen (40) keilförmig mit ™ einander zugekehrten Keilspitzen ausgebildet sind und deren innere Umfangsflächen (38) zur Verbindung mit dem ersten Ringteil (35) dienen.9· Schaltkupplung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß in den inneren Umfangsflächen (38) der Vorsprünge (37) in der Mitte eine Ringnut (41) zur Aufnahme des Federringes (27) angeordnet ist, deren Tiefe etwa dem Radius des Pederdrahtes entspricht.009827/0199L e e r s e i t e
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