DE1630452B2 - Synchronisierte Zahnkupplung für ein Zahnräderwechselgetriebe - Google Patents

Description

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daß die entsprechenden Nebengeräusche, die man- dere Reibscheiben 88 in einen an einer Kupplungsgels eines gesonderten Zahneingriffs auf der Seite der hülse 90 ausgebildeten Gegenzahnkranz 92 eingrei-Kupplungshülse ohnehin kleiner sind, auch auf der fen. Die Kupplungshülse 90 ist über eine Vielkeüver-Seite der Abtriebszahnräder verringert sind. zahnung 94, 96 mit der Abtriebswelle 12 drehfest In den weiteren Patentansprüchen sind vorteilhafte 5 und axial verschieblich verbunden. Sie ist weiterhin Weiterbildungen der Erfindung erfaßt. Ein Ausfüh- über einen Kugelkranz 98 mit der Kupplungsmuffe rungsbeispiel derselben ist in der Zeichnung schema- 72 drehbar und axial unverschieblich verbunden, tisch dargestellt. Wird folglich die Kupplungshülse 90 mittels einer Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein Schaltstange 140, die über eine Schaltgabel 136 in Zahnräderwechselgetriebe der Vorgelegebauart, bei io einer Ringnut 138 der Kupplungshülse angreift, axial dem die Antriebswelle 10 koaxial zu der Abtriebs- auf der Abtriebswelle 12 verschoben, dann wird dawelle 12 angeordnet ist. Die Antriebswelle 10 ist mit auch die Kupplungsmuffe 72 axial verschoben, über ein Lager 28 in der Lagerbohrung 30 einer so daß ihr Kupplungshauptzahnkranz 74 mit einem Trennwand 18 des Getriebegehäuses 16 abgestützt. der Innenzahnkränze 76, 78, 80 und 82 in Zahnein-Das Lager 28 sitzt auf einer Wellenverlängerung 26, 15 griff kommt.

an der ein Antriebszahnrad 32 des Zahnräderwech- Die Reibscheiben 84, 88 der als Synchronisiervorselgetriebes ausgebildet ist. In der Wellenverlänge- richtung dienenden Reibscheibenkupplung 86 liegen rung 26 ist auch das eine Ende 60 der Abtriebswelle zwischen einem durch eine Druckfeder 106 gegen- 12 über ein Lager 62 abgestützt, das in einer Lager- über der Kupplungshülse 90 unter Vorspannung gebohrung 64 der Wellenverlängerung angeordnet ist. 20 haltenen Druckring 104 und einem Gegendruckring Das Antriebszahnrad 32 steht im ständigen Zahn- 102, der mit einer die Kupplungshülse umgebenden eingriff mit dem jeweiligen Eingangsrad 34 mehrerer Trommel 100 einstückig verbunden ist. Die Trommel Zahnradgruppen 36, die auf einer jeweiligen Vorge- 100 hat über einen weiteren Druckring 114 Verbinlegewelle 38 angeordnet sind. Die Vorgelegewellen 38 dung mit der Kupplungshülse 90, und zwar über sind mit ihren einen Enden 40 in der Gehäusewand 35 zahnförmige Synchronisiernocken 108 und 112, die 18 und mit ihren anderen Enden 42 in einer Gehäu- an der Kupplungshülse 90 bzw. an dem weiteren sewand 44, in einer zu der Abtriebswelle 12 achspar- Druckring 114 ausgebildet sind. Der weitere Druckallelen Anordnung drehbar gelagert. Für die hier ring 114 hat bei 116 im übrigen mit der Trommel beschriebene Getriebeausbildung sind drei Vorgele- 100 eine solche Verbindung, daß es bei jeder Bewegewellen 38 vorgesehen, deren unter sich gleiche 30 gung derselben in Umfangsrichtung relativ zu der Zahnradgruppen 36 außer dem Eingangsrad 34 drei Kupplungshülse 90 zu einer durch die Synchronisierweitere Zahnräder 46, 48 und 50 aufweisen, von de- nocken 108 und 112 gesteuerten, begrenzten Relativnen die Zahnräder 46 und 48 ständig in einem radial bewegung in axialer Richtung zwischen dem Druckschwimmenden Zahneingriff stehen mit zwei zentral ring 114 und der Kupplungshülse 90 kommt. Da die nebeneinander angeordneten Abtriebszahnrädem 52 35 Kupplungshülse 90 über gleichartige Synchronisier- und 54, welche zwei unterschiedliche Übersetzungs- nocken 110 und 118 auch mit dem Druckring 104 Verhältnisse im Vorwärtsbetrieb ergeben. verbunden ist, löst auch hier eine relative Drehbewe-Mit den Zahnrädern 50 stehen auf Wellen 61 gung zwischen diesen beiden Teilen eine begrenzte drehbar gelagerte Zwischenräder im ständigen Zahn- Relativbewegung in axialer Richtung aus. An dem eingriff, die ihrerseits mit einem weiteren Abtriebs- 4° Druckring 104 sind im übrigen noch schräge Nokzahnrad 58 ständig im radial schwimmenden Zahn- kenflächen 126 ausgebildet, mit welchen die einen eingriff stehen. Das Abtriebszahnrad 58 ist folglich Enden von Schaltstiften 122 zusammenwirken, die in zusammen mit den Zwischenrädern auf den Wellen radialen Bohrungen 120 der Kupplungshülse 90 ver- 61 für die Übersetzung im Rückwärtsbetrieb des Ge- schieblich gelagert sind. Die Bewegung dieser Schalttriebes maßgebend. Die Wellen 61 sind im übrigen in 45 stifte 122 ist durch Nockenaussparungen 128, 130, Bohrungen 66, 68 von Gehäusevorsprüngen 63, 65 in 132 und 134 steuerbar, die axial hintereinander an einer zu den Vorgelegewellen 38 achsparallelen An- der Abtriebswelle 12 ausgebildet sind, und zwar in Ordnung drehbar gelagert. den Entfernungen der Zahnräder 32, 52, 54 und 58 Jedes der Zahnräder 32, 52, 54 und 58 kann mit- voneinander entsprechenden gegenseitigen Abstäntels der im folgenden näher beschriebenen synchroni- 50 den.

sierten Zahnkupplung mit der Abtriebswelle 12 ge- Sobald die Kupplungshülse 90 und damit die

kuppelt werden, um so zur Bereitstellung unter- Kupplungsmuffe 72 durch Betätigung der Schalt-

schiedlicher Übersetzungsverhältnisse eine Verbin- stange 140 aus der dargestellten Lage herausbewegt

dung zwischen der Antriebswelle 10 und der Ab- werden, kommt der Kupplungshauptzahnkranz 74 an

triebswelle 12 herzustellen. Die mit ihren wesentli- 55 der Kupplungsmuffe 72 in Eingriff mit einem der In-

chen Teilen innerhalb des die Abtriebswelle 12 um- nenzahnkränze 76, 78, 80 und 82 zur Schaltung des

gebenden Teils 69, 70 des Getriebegehäuses angeord- Getriebes auf eine entsprechende Übersetzung. Bevor

nete Zahnkupplung umfaßt zunächst eine Kupp- es zu diesem gegenseitigen Eingriff kommt, fallen die

lungsmuffe 72, an deren einem Ende ein Kupplungs- Schaltstifte 122 in eine der Nockenaussparungen

hauptzahnkranz 74 ausgebildet ist, der bei der axia- 60 128, 130, 132 und 134 ein, wodurch der Druckring

len Verschiebung dieser Kupplungsmuffe mit einem 104 durch die sich an der Kupplungshülse 90 abstüt-

der Innenzahnkranze 76, 78, 80 und 82 der Zahnrä- zende Druckfeder 106 gegen die Reibscheiben 84, 88

der 32, 52, 54 und 58 in Eingriff gebracht werden der Reibscheibenkupplung 86 angedrückt werden

kann. An dem anderen Ende der Kupplungsmuffe 72 kann. Bei der ersten Druckberührung des Druckrin-

ist ein weiterer Kupplungszahnkranz ausgebildet, in 65 ges 104 mit den Reibscheiben 84, 88 erfährt die

welchen die einen Reibscheiben 84 einer als Syn- Trommel 100 eine zu der Kraft proportionale Dreh-

chronisiervorrichtung dieser Zahnkupplung dienen- momentbeaufschlagung, mit welcher der Druckring

den Reibscheibenkupplung 86 eingreifen, deren an- 104 gegen die Reibscheiben und weiter gegen den

Gegendruckring 102 gedrückt wird. Damit kommt es dann aber augenblicklich zu dem Eingriff der Synchronisiernocken 108, 112 und auch der Synchronisiernocken 110, 1.18, so daß die Kupplungshülse 90 eine noch bei niedrigem Drehmoment erfolgende Ankupplung an die Kupplungsmuffe 72 erfährt. Im gleichen Ausmaß wie der Druckring 104 zunehmend durch die Wirkung der Synchronisiernocken 110, 118 relativ zu der Kupplungshülse 90 bewegt wird, wird auch die Reibscheibenkupplung 86 zunehmend an der Drehmomentübertragung zwischen der Kupplungsmuffe 72 und der Kupplungshülse 90 beteiligt, so daß auf die Abtriebswelle 12 zunehmend ein größeres Drehmoment zur Einwirkung kommt. Die volle Höhe des Drehmoments wird dann übertragen, wenn die Reibscheibenkupplung 86 völlig eingerückt ist. Andererseits wird die Drehmomentübertragung dann unterbrochen, wenn durch axiale Verschiebung der Kupplungshülse 90 und damit der Kupplungsmuffe 72 zunächst die Schaltstifte 122 aus der jeweiligen Nockenaussparung der Abtriebswelle 12 herausbewegt werden, wodurch dann der Druckring 104 gegen die Kraft der Druckfeder 106 von den Reibschei-

o ben 84, 88 gelöst wird. Danach wird dann der Kupplungshauptzahnkranz 74 an der Kupplungsmuffe 72 aus seinem Eingriff mit dem Innenzahnkranz des Zahnrades gelöst, das an der vorhergehenden Getriebeübersetzung teilgenommen hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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Patentansprüche· erfaßten Art besteht die Synchronisiervorrichtung

aus einem Synchronisierring, der in einer Ringnut

1. Synchronisierte Zahnkupplung für ein Zahn- der Kupplungsmuffe gelagert ist. Der Synchronisierräderwechselgetriebe mit mehreren um die ko- ring liegt außen an einer zylindrischen Synchronisieraxiale An- und Abtriebswelle angeordneten Vor- 5 trommel an, die an der dabei unverschieblich angelegewellen, bei dem mit den Zahnrädern auf geordneten Kupplungshülse ausgebildet ist und den Vorgelegewellen zentral nebeneinander an- eine Axiallänge aufweist, welche mindestens der Argeordnete Abtriebszahnräder radial schwimmend beitsbreite des Synchronisierringes zuzüglich des in Eingriff stehen, die innen je einen Kupplungs- axialen Verschiebeweges der Kupplungsmuffe entzahnkranz zum Kuppeln des betreffenden Zahn- io spricht. Die Kupplungsmuffe hat außerdem eben rades mit der dazu koaxialen Abtriebswelle auf- Kupplungshauptzahnkranz, der in den einzelnen weisen, wobei die Zahnkupplung im wesentlichen Gängen des Getriebes mit dem Innenzahnkranz eines aus einer mit der Abtriebswelle drehfest verbun- der Abtriebszahnräder in Eingriff steht, weitere denen Kupplungshülse und einer axial verschieb- Kupplungszahnkränze einer den Abtriebszahnrädem liehen Kupplungsmuffe besteht, die einen mit den 15 entsprechenden Vielzahl, deren einzelner Eingriff mit Kupplungszahnkränzen der Abtriebszahnräder dem an der Kupplungshülse ausgebildeten Gegenkuppelbaren Kupplungshauptzahnkranz und zahnkranz durch die Synchronisiervorrichtung wäheinen weiteren Kupplungszahnkranz aufweist, der rend einer vorgenommenen Getriebeschaltung gemit einem an der Kupplungshülse ausgebildeten steuert wird. Sobald dabei der Kupplungshauptzahn-Gegenzahnkranz kuppelbar ist, und wobei die 20 kranz an der Kupplungsmuffe mit dem Innenzahn-Synchronisiervorrichtung auf der Kupplungs- kranz des betreffenden Abtriebszahnrades in Eingriff muffe und mit dieser axial verschieblich angeord- gekommen ist, folgt in dem übergewechselten Gang net ist, dadurch gekennzeichnet, daß des Getriebes von dem Augenblick an eine Drehmodie Synchronisiervorrichtung eine Reibscheiben- mentübertragung in voller Höhe von der Antriebskupplung (86) ist, deren eine Reibscheiben (84) 25 welle auf die Abtriebswelle, in welchem der betrefin den weiteren Kupplungszahnkranz der Kupp- fende weitere Kupplungszahnkranz der Kupplungslungsmuffe (72) und deren andere Reibscheiben muffe mit dem Gegenzahnkranz der dann durch die (88) in den Gegenzahnkranz (92) der auf der Ab- Synchronisiervorrichtung mit der Kupplungsmuffe triebswelle (12) axial verschieblichen Kupplungs- synchron gedrehten Kupplungshülse in Eingriff gehülse (90) eingreifen, auf welcher eine über zahn- 30 kommen ist.

förmige Synchronisiernocken (108, 110; 112, Die mit solchen, vergleichsweise einfach konstru-

118) steuerbare Betätigungs- (100, 102, 104, 106, ierten synchronisierten Zahnkupplungen für ein

114) und Lüftvorrichtung (104, 120, 122, 126) Zahnräderwechselgetriebe erreichbaren Schaltquali-

für die Reibscheibenkupplung (86) angeordnet täten sind an sich weitgehend zufriedenstellend. Den-

ist, und daß die Kupplungsmuffe (72) mit der 35 noch muß festgestellt werden, daß wegen des bei je-

Kupplungshülse (90) axial unverschieblich und dem Gangwechsel erfolgenden doppelten Eingriffes

bei gelüfteter Reibscheibenkupplung (86) frei von jeweils zwei Kupplungszahnkränzen ein gewisser

drehbar verbunden ist. Härtegrad des jeweiligen Gangwechsels auftritt, der

2. Zahnkupplung nach Anspruch 1, dadurch sich hauptsächlich aus der unveränderlichen und auf gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (90) 40 Grund der Synchronisiervorrichtung doch vergleichs- und die Kupplungsmuffe (72) über einen Kugel- weise ruckartig erfolgenden Übertragung des Drehkranz (98) miteinander verbunden sind. moments ergibt. Außerdem läßt sich bei dem Eingriff

3. Zahnkupplung nach Anspruch 1 oder 2, da- der Kupplungszahnkränze ein Aufeinanderreiben der durch gekennzeichnet, daß die Lüftvorrichtung Zähne nicht vollständig vermeiden, so daß entspreder Reibscheibenkupplung (86) aus einem axial 45 chende Nebengeräusche entstehen, die mit der Zeit relativ zur Kupplungshülse (90) beweglichen empfindlich stören können.

Druckring (104) besteht, der Nockenflächen Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu-

(126) aufweist, mit denen in radialen Bohrungen gründe, diese Zahnkupplungen so weiterzubilden,

(120) der Kupplungshülse (90) verschieblich ge- daß mit ihnen noch weichere Gangwechsel erreicht

lagerte Schaltstifte (122) zusammenwirken, deren 50 werden können und daß die bei dem gegenseitigen

Bewegung durch an der Abtriebswelle (12) axial Eingriff der Kupplungszahnkränze auftretenden Ge-

hintereinander in der Entfernung der Abtriebs- rausche eine Verringerung erfahren,

zahnräder voneinander entsprechenden gegensei- Durch die zur Lösung dieser Aufgabe nach dem

tigen Abständen angeordnete Nockenaussparun- Kennzeichen des Patentanspruches 1 erfindungsge-

gen (128,130.132,134) gesteuert ist. 55 maß vorgeschlagenen Maßnahmen können deshalb

4. Zahnkupplung nach einem der Ansprüche 1 extrem weiche Gangwechsel erreicht werden, weil bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betäti- nach dem erfolgten Eingriff des Kupplungshauptgungsvorrichtung der Reibscheibenkupplung (86) Zahnkranzes der Kupplungsmuffe mit dem Innenaus einer zwischen der Kupplungshülse (90) und zahnkranz eines der Abtriebszahnräder eine sich von dem Druckring (104) unter Vorspannung an- 60 einem Minimalwert auf einen Maximalwert steigeordneten Druckfeder (106) besteht, wobei die gernde Übertragung des jeweils übersetzten Drehmo-Reibscheiben (84, 88) zwischen dem Druckring ments stattfindet, der sich die Synchronisierwirkung (104) und einem Gegendruckring (102) liegen. der Reibscheibenkupplung vollständig anpaßt. Aus

dieser Wirkung ergibt sich auch eine geringere Ge-

65 fahr für das gegenseitige Aufeinanderreiben der

Bei einer auf den älteren Vorschlag gemäß dem Zähne beim gegenseitigen Eingriff des Kupplungsdeutschen Patent 1550 753 zurückgehenden syn- hauptzahnkranzes der Kupplungsmuffe mit dem Inchronisierten Zahnkupplung der im Gattungsbegriff nenzahnkranz der einzelnen Abtriebszahnräder, so