DE19635182A1 - Sperrsynchronkupplung - Google Patents
SperrsynchronkupplungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
- F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
- F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
- F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
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Description
Die Erfindung betrifft eine Sperrsynchronkupplung, insbesondere zum
Schalten von Übersetzungsstufen in Geschwindigkeits-Wechselgetrieben für
Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Sperrsynchronkupplung zeigt beispielsweise die DE 36 12 741 A1
(mit Außensynchronisierung) oder die DE 44 13 169 C1 (mit Innen
synchronisierung). Bei derartigen Sperrsynchronkupplungen können gele
gentlich hohe Schaltkräfte dadurch auftreten daß nach dem eigentlichen
Synchronisieren der Kupplungselemente die Schiebemuffe in die
Kupplungsverzahnung des Schaltrades eingefädelt werden muß. Bei diesem
Vorgang müssen Reib- und Gegenkonus (die noch mit geringer Rest-
Synchronkraft aneinandergedrückt werden) gegeneinander verdreht werden.
Wenn Reib- und Gegenkonus aneinander "kleben" bzw. (vor allem im
Neuzustand) hohe Reibwerte haben, kommt es zu einem zweiten
Druckpunkt (spürbar am Schalthebel) bis hin zum Blockieren (nicht
schaltbar).
Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln den sogenannten zwei
ten Druckpunkt bzw. die Blockierneigung beim Schalten derartiger
Sperrsynchronkupplungen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zwischen den die Synchronkonen
tragenden Kupplungselementen bzw. zwischen dem Synchronring und dem
benachbarten Kupplungselement, z. B. der Schaltmuffe oder dem Synchron
körper des Schaltzahnrades, federnde Mittel vorzusehen, die beim Schalten
unmittelbar nach Abschluß des Synchronisiervorganges die zusammenwir
kenden Konen voneinander abdrücken. Ein sogenanntes "Kleben" der Syn
chronisierkonen ist dadurch vermieden. Versuche haben gezeigt, daß da
durch ein merklich weicheres, komfortableres und geringere Schaltkräfte
erforderndes Schalten erzielt wird.
Bevorzugt sind die federnden Mittel mit einer Wegbegrenzung versehen, so
daß in Ruhestellung der Synchronring frei beweglich ist und damit eine ge
fühlvolle, schnelle Ansynchronisierung ermöglicht.
Die federnden Mittel können alternativ mehrere, um den Umfang des Syn
chronringes verteilte federnd vorgespannte Stifte sein, die in das den Ge
genkonus tragenden Kupplungselement eingesetzt sind, oder es können ein
oder mehrere gewellte Stahlscheiben oder Tellerfedern zwischen Radialflä
chen des Synchronringes und des Kupplungselementes eingelegt sein.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weiteren
Einzelheiten näher erläutert. Die beiliegende schematische Zeichnung zeigt
in
Fig. 1 den oberen Abschnitt einer Sperrsynchronkupplung zum Schaltung
zweier Übersetzungsstufen eines Geschwindigkeits-Wechselgetrie
bes in einem Kraftfahrzeug in einem Längsschnitt;
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen den Synchronring der Sperrsyn
chronkupplung beaufschlagenden, federnd vorgespannten Stift; und
Fig. 3 in ebenfalls vergrößerter Darstellung abschnittsweise einen Wellring
als federndes Mittel, der zwischen einem Synchronring und einem die
Kupplungsverzahnung tragendem Antriebsglied angeordnet ist.
In der Fig. 1 ist mit 10 eine Sperrsynchronkupplung mit Innensynchronisie
rung bezeichnet, die sich im wesentlichen aus einem auf einer Getriebewelle
12 drehfest angeordnetem Mitnehmerkörper 14, einer auf dem Mitnehmer
körper 14 über eine Kupplungsverzahnung 16 zwar drehfesten, aber axial
verschiebbaren Schaltmuffe 18, zwei beiderseits der Schaltmuffe 18 ange
ordneten Synchronringen 20, 22 und zwei jeweils eine Kupplungsverzahnung
24, 26 tragenden Kupplungskörpern 28, 30 zusammensetzt. Die Kupplungs
körper 28, 30 sind auf schaltbaren Zahnrädern 32, 34 als Antriebselemente
befestigt. Die Zahnräder 32, 34 wiederum sind drehbar über Nadellager
36,38 auf der Welle 12 bzw. einer Lagerhülse 40 gelagert. Soweit nicht nä
her beschrieben, ist die Sperrsynchronkupplung 10 bekannter Bauart und
Funktion.
Die Synchronringe 20, 22 weisen an ihrem Innenumfang jeweils einen Reib
konus 42 und an ihrem Außenumfang eine Kupplungsverzahnung 44 auf.
Ferner sind die Synchronringe 20, 22 in nicht dargestellter Weise nur be
grenzt verdrehbar in den Mitnehmerkörper 14 eingesetzt.
Die Reibkonen 42 der Synchronringe 20, 22 wirken mit Gegenkonen 46 der
Kupplungskörper 28, 30 zusammen.
Zwischen den einander zugewandten Radialflächen der Synchronringe
20, 22 und den benachbarten Kupplungskörpern 28, 30 sind federnde Mittel
vorgesehen, die alternativ durch mehrere umfangsmäßig verteilte, federnd
vorgespannte Stifte 48 (vgl. Fig. 2) oder durch eine aus einem Stahlblech
gefertigte Wellscheibe 50 (Fig. 3) gebildet sein können.
Gemäß Fig. 2 sind in dem Kupplungskörper 30 (und ggf. auch in dem Kupp
lungskörper 28) drei über den Umfang gleichmäßig verteilte federnde Stifte
48 eingesetzt, die im Detail wie folgt aufgebaut sind:
In die Kupplungskörper 30 sind drei Sacklochbohrungen 52 eingearbeitet, in die jeweils eine Hülse 54 mit einer Ringschulter 56 eingepreßt sind. Inner halb der Hülsen 54 ist jeweils eine Schraubendruckfeder 58 eingesetzt, die auf einen an den Stift 60 angeformten Kopf 62 einwirkt. Der Stift 60 ist somit durch die Schraubendruckfeder 58 federnd vorgespannt, erfährt anderer seits jedoch durch die Ringschulter 56 eine definierte Wegbegrenzung. Die Wegbegrenzung ist so ausgelegt, daß der Synchronring 22 in seiner Ruhe stellung lose, d. h. nicht federnd vorgespannt ist.
In die Kupplungskörper 30 sind drei Sacklochbohrungen 52 eingearbeitet, in die jeweils eine Hülse 54 mit einer Ringschulter 56 eingepreßt sind. Inner halb der Hülsen 54 ist jeweils eine Schraubendruckfeder 58 eingesetzt, die auf einen an den Stift 60 angeformten Kopf 62 einwirkt. Der Stift 60 ist somit durch die Schraubendruckfeder 58 federnd vorgespannt, erfährt anderer seits jedoch durch die Ringschulter 56 eine definierte Wegbegrenzung. Die Wegbegrenzung ist so ausgelegt, daß der Synchronring 22 in seiner Ruhe stellung lose, d. h. nicht federnd vorgespannt ist.
Gemäß Fig. 3 können die federnden Mittel 50 durch eine entsprechend ge
formte Wellscheibe 64 aus Stahlblech bestehen, wobei der Wellenversatz in
axialer Richtung wie eine Wegbegrenzung wirkt.
Die federnden Mittel 48, 50 sind hinsichtlich ihrer Federrate so ausgelegt,
daß deren auf den Synchronring 20, 22 ausgeübte Axialkraft so groß ist wie
die Rest-Synchronfederkraft.
Beim Schalten eines Ganges bzw. beim Kuppeln beispielsweise des Zahn
rades 32 mit dem Mitnehmerkörper 14 bzw. der Welle 12 des Geschwindig
keit-Wechselgetriebes wird zunächst in nicht gezeigter Weise die Schalt
muffe 18 über eine Schaltgabel auf der Zeichnung nach links verschoben,
wobei die Schaltverzahnung 16 in an sich bekannter Weise im Zusammen
wirken mit der Sperrverzahnung 44 auf dem Synchronring 20 den Synchron
ring 20 nach links verschiebt und dabei den Reibkonus 42 mit dem Gegen
konus 46 in Anlage bringt. Über das auftretende Reibmoment wird die Dreh
zahl des Zahnrades 42 mit der Drehzahl des wellenfesten Mitnehmers 14
synchronisiert.
Nach dem Synchronlauf wird der Synchronring 20 axial in die
korrespondierende Kupplungsverzahnung 24 des Kupplungskörpers 28
eingefädelt. Durch die federnden Mittel 48 heben nun Reib- und
Gegenkonus voneinander ab. Spurt im weiteren Schaltverlauf die
Schiebemuffe 18 in die Kupplungsverzahnung 24 ein, so können sich Reib- und
Gebenkonus frei gegeneinander verdrehen. Der Schaltvorgang wird
dadurch nicht behindert.
Der gleiche Vorgang wird auch durch die federnden Mittel 48 bzw. die fe
dernd vorgespannten Stifte 60 auf den Synchronring 22 beim Schalten eines
Ganges mit dem Zahnrad 34 vollzogen. Auch hier wird zunächst der Syn
chronring 22 entgegen der Kraft der federnden Mittel 48 zur beschriebenen
Synchronisierung angelegt. Beim Durchschalten heben Reib- und
Gegenkonus voneinander ab, erzeugen dadurch kein Reibmoment und
erleichtern den Schaltvorgang.
Anstelle der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Innensynchronisierung
könnte auch eine Außensynchronisierung gemäß der eingangs genannten
DE 36 12 741 A1 verwendet sein. Dann wäre der Reibkonus des Synchron
ringes an dessen Außenumfang und der Gegenkonus ggf. an der Schalt
muffe (Innenkonus). Die beschriebenen federnden Mittel wären dann zwi
schen Synchronringen und Schaltmuffe angeordnet.
Claims (7)
1. Sperrsynchronkupplung, insbesondere zum Schalten von Übersetzungs
stufen von Geschwindigkeits-Wechselgetrieben für Kraftfahrzeuge, mit
einem wellenfesten Mitnehmerkörper, auf dem eine Schaltmuffe ver
schiebbar geführt ist, einem benachbarten schaltbaren Antriebsglied mit
einer Kupplungsverzahnung und einem dazwischenliegenden Synchron
ring mit einer Sperrverzahnung und einem Reibkonus, der mit einem Ge
genkonus am Antriebsglied oder an der Schaltmuffe zusammenwirkt, da
durch gekennzeichnet, daß federnde Mittel (48, 50) vorgesehen sind, die
den Synchronring (20, 22) bzw. dessen Reibkonus (42) von dem Gegen
konus (46) mit einer Kraft abdrücken, die kleiner als die Schaltkraft beim
Synchronisiervorgang ist.
2. Sperrsynchronkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die federnden Mittel (48, 50) derart wegbegrenzt sind, daß der Synchron
ring (20,22) in seiner Ruhestellung entlastet ist.
3. Sperrsynchronkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die federnden Mittel (48) zumindest zwei in das den Gegenkonus
(46) tragende Element (28, 30) eingesetzte, durch Federn (58)
vorgespannte Stifte (60) sind.
4. Sperrsynchronkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stifte (60) mit angeformten Köpfen (62) in Hülsen (54) mit Ringschul
tern (56) als Ausfederanschläge wegbegrenzt geführt sind.
5. Sperrsynchronkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die federnden Mittel (50) federnde Wellscheiben (64) sind, die
zwischen Radialflächen des Synchronringes (20) und des den Gegenko
nus (46) tragenden Elementes (28) angeordnet sind.
6. Sperrsynchronkupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den Gegenkonus (46) tra
gende Element (28, 30) das die Kupplungsverzahnung (24, 26) aufweisen
de Antriebsglied bzw. ein Zahnrad (32, 34) ist.
7. Sperrsynchronkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet, daß das den Gegenkonus tragende Element
eine auf dem Mitnehmerkörper (14) verschiebbar geführte Schaltmuffe (18)
ist.
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DE (1) | DE19635182B4 (de) |
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