DE2526685A1 - Synchronisationsring-vorrichtung - Google Patents

Description

• Synchronisationsring-Vorrichtung n Die Erfindung betrifft eine Synchronisationsring-Vorrichtung in einer Ausführung, die von einer Position zur anderen wechselbar ist, um ein Zahnrad einem anderen gegenüber in und außer Eingriff zu bringen.
• Synchronisationselemente für Getriebe sind allgemein ganz aus Stahl oder einem anderen hochfesten, relativ schweren Metall gefertigt. Solche Synchronisationselemente umfassen allgemein eine mit Innenverzahnung versehene Hülse, die mit einem ringförmigen Schlitz zur Aufnahme der Schenkel einer Wechselgabel versehen ist. Das Synchronisationshülsenelement ist von der Wechselgabel aus einer axialen Position in eine andere verschiebbar, um die Treibverbindung zwischen zwei außenverzahnten Zahnrädern entweder herzustellen oder zu unterbrechen. Wenn das Synchronisationselement aus Ganzmetall besteht, sind die Kosten und das Gewicht hoch. Ferner verringert der reibende Eingriff zwischen der Wechselgabel und den Wänden des Wechselgabelschlitzes die Fähigkeit der Zähne des Synchronisationshülsenelementes zum glatten Eingreifen in die Zähne eines getriebenen Zahnrades, wenn das Synchronisationshülsenelement gewechselt wird, um das angetriebene Zahnrad mit einem treibenden Zahnrad in einen Eingriff zu bringen. Die Reibung zwischen der Wechselgabel und dem Wechselgabelschlitz stellt sich einer freien Drehung der Synchronisationshülse entgegen und erhöht damit den Aufprall auf die Zähne derselben beim Versuch der Zähne zum Eingreifen in die Zähne des getriebenen Zahnrads.
• Erfindungsgemäß ist eine Synchronisationsring-Vorrichtung gekennzeichnet durch eine mit Innenverzahnung versehene zylindrische Hülse aus relativ hochfestem Material wie Stahl oder einem anderen Metall mit einer Wechselmuffe, die vorzugsweise aus einem Kunststoff relativ geringer Festigkeit und geringen Gewichtes besteht und die auf der Außenseite der Hülse in koaxialer Lage dazu sitzt. Nach einem Merkmal der Erfindung ist jedoch ein Verband aus einer verzahnten Hülse mit einer daraufsitzenden drehbaren Wechselmuffe vorgesehen, unabhängig vom Material. Die Kunststoffmuffe ist einstückig mit ringförmigen Anlagemitteln für die Wechselgabel versehen, die koaxial zur Hülse und zur Muffe vorgesehen sind. Eine VerrSgelung ist zwischen der Muffe und der Hülse vorgesehen, die in Funktion tritt, um eine relative Bewegung zwischen der Muffe und der Hülse mindestens in einer axialen Richtung zu verhindern.
• In einem Ausführungsbeispiel ermöglicht die Verriegelung eine freie Drehung der Muffe in bezug auf die Hülse. In anderen Ausführungsbeispielen verhindert die Verriegelung sowohl eine axiale als auch eine rotierende Bewegung der Muffe in bezug auf die Hülse.
• Zu den Vorteilen, die aus der Erfindung gezogen werden, gehören die erhebliche Verringerung der Kosten und des Gewichtes des Materials, das benötigt wird, in dem eine Kunststoffwechselmuffe verwendet wird, die an der Syn-chronisationshUlse angebracht ist, wobei die Hülse selbst notwendigerweise aus einem Material hoher Festigkeit mit einem relativ hohen Gewicht bestehen muß.
• Die von der Wechselgabel auf die Wechselmuffe ausgeübten Lasten können mehr als in adäquater Weise von dem Kunststoff aufgenommen werden, und das Kunststoffmaterial hat relativ hohe Eigenschmierungseigenschaften, die die Reibung zwischen der Wechselgabel und den Wänden des Wechselgabelschlitzes verringern.
• Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung sind: Fig. 1 eine Einzelheit im Schnitt durch ein Getriebe mit einer Synchronisationsring-Vorrichtung gemäß der Erfindung, die in das Getriebe eingebaut ist, Fig. 2 ein Schaubild der in Fig. 1 gezeigten Synchronisat-ionsring-Vorrichtung, Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer Synchronisationsring-Vorrichtung, die ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt und Fig. 4 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, in der die Synchronisationsring-Vorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist.
• In Fig. 1 und 2 bezeichnet 10 eine Synchronisationsring-Vorrichtung mit einer zylindrischen Hülse 12, die mit Innverzahnung 14 versehen ist. 16 bezeichnet eine Wechselmuffe aus Kunststoff relativ geringen Gewichts und geringer Festigkeit, die an der Außenseite der Hülse 12 in koaxialer Lage dazu sitzt.
• Die Verzahnung 14 der Hülse 12 ist so dargestellt, daß sie die gleiche Form wie die Verzahnung hat, die in der US-Patentschrift 3 334 715 gezeigt ist. Es versteht sich jedoch, daß die bestimmte Form der Verzahnung keinen Teil der Erfindung bildet.
• Die Muffe 16 ist einstückig mit ringförmigen Angriffsmitteln für die Wechselgabel versehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel die Form eines ringförmigen Schlitzes 18 haben, der zwei im Abstand liegende Seitenwände 20 hat, die sich von einer Endwand oder einem Boden 22 erstrecken.
• Eine Verriegelung ist zwischen der Muffe und der Hülse versehen, die so in Funktion tritt, daß eine relative Bewegung zwischen der Muffe und der Hülse mindestens in einer axialen Richtung verhindert wird. Die Verriegelung besteht in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel aus ringförmigen Rippen 24, die einstückig an die Innenwand der Muffe 16 angeformt sind und in ringförmigen Nuten 26 aufgenommen sind, die in die Außenwand der Hülse 12 eingeformt sind. Der Eingriff zwischen den Rippen 24 und den Nuten 26 verhindert eine axiale Verlagerung der Muffe in bezug auf die Hülse, In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel haben die Rippen 24 und die Nuten 26 jedoch ein loses Paßspiel in bezug aufeinander, so daß eine freie Drehung der Muffe 16 in bezug auf die Hülse 12 ermöglicht wird. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist ein Spiel a zwischen der Innenwand der Mutte 16 und der Außenwand der Hülse 12 vorgesehen, und ein Spiel b ist zwischen den Seiten der Rippen 24 und der Nuten 26 vorgesehen.
• In die Seitenwände 20 des Wechselgabelschlitzes 18 sind Nuten 28 für Öl oder ein anderes Schmiermittel eingeformt. Die Schmiermittelnut 28, die in Fig. 2 gezeigt ist, steht mit einem Ende mit dem äußeren Rand der Seitenwand 20 an dem offenen Ende des Schlitzes 18 in Verbindung. Die Nut 28 erstreckt sich von seinem Ende an dem offenen Ende des Schlitzes allmählich nach innen zur Endwand 22 hin, die das geschlossene Ende des Schlitzes bildet, wobei die allmähliche Neigung der Nut 28 in eine Richtung geht, die vorzugsweise der Drehrichtung der Muffe entgegengesetzt ist.
• Die Muffe 16 kann aus geformtem Kunststoff bestehen, und Kunststoff bedeutet ein organisches polymeres Material wie Neylon, Delrin, Polypropylen und dergleichen. Solche Kunststoffe haben eine ausreichende Festigkeit, um die Lasten aufzunehmen, die auf die Muffe 16 von der Wechselgabel ausgeübt werden, die im Wechselgabelschlitz 18 aufgenommen wird, und diese Kunststoffe haben nicht nur ein wesentlich geringeres Gewicht und geringere Kosten als das Material, das fürdie Synchronisationshülse 12 benötigt wird, sondern haben auch eine geringe Reibungszahl bzw. eine hohe Selbstschmiereigenschaft, um die Reibungskräfte zu verringern, die von der Wechselgabel auf die Muffe ausgeübt werden. Folglich gibt es einen geringeren Widerstand gegen eine Drehung der Verzahnung 14 mit deren Bestreben zum Eingreifen in die Zähne eines getriebenen Zahnrades, wenn die Synchronisationsring-Vorrichtung 10 aus einer nicht eingreifenden in eine eingreifende Position gewechselt wird.
• Fig. 1 zeigt einen Teil eines Wechselgetriebes mit einer Welle 34, auf der Zahnräder 36 und 38 sitzen, die Außenverzahnungen 40 bzw. 42 haben. Das Zahnrad 36 ist drehfest auf der Welle 34 angeordnet, während das Zahnrad 38 in bezug auf die Welle 34 frei drehbar ist. Der Synchronisationsring 12 nach Fig. 2 sitzt auf dem Zahnrad 36, wobei dessen Verzahnung 14 verschiebbar, jedoch drehfest im Eingriff mit der Verzahnung 40 des Zahnrads 36 steht. Eine Wechselgabel 32 greift in den Schlitz 18, der in die Muffe 16 eingeformt ist, wobei die Wechselgabel so betätigbar ist, daß die Vorrichtung 10 nach links gemäß der Darstellung in Fig. 1 verlagert werden kann, um zu bewirken, daß die Verzahnung 14 der Synchronisationshülse 12 2 in einen Eingriff mit der Verzahnung 42 des Zahnrads 38 gelangt und damit die Zahnräder 36 und 38 gekuppelt werden.
• Die Spiele a und b (Fig. 2) zusammen mit den reibungsarmen Eigenschaften des Materials der Muffe 16 bieten keinen oder nur einen geringen Widerstand gegen eine Drehung der Hülse 12 in bezug auf die Muffe 16. Dem Schlitz 18 durch die Schmiermittelnuten 28 zugeleitete Schmiermittel verringern ferner die Wahrscheinlichkeit einer reibenden Störung durch den Angriff der Wechselgabel 32 an den Seitenwänden 20 des Wechselgabelschlitzes 18. Wenn folglich die Vorrichtung 10 nach links gemäß der Darstellung in Fig. 1 verschoben wird, um ein Kämmen der Verzahnung 14 mit der Verzahnung 42 zu bewirken, verringert die freie Drehung der Synchronisationshülse 12 die Prallkräfte auf die Verzahnung 14, und dadurch wird der Verzahnung 14 die Möglichkeit gegeben, sich prompt zum kämmenden Eingriff mit der Verzahnung 42 auszurichten.
• In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Wechselmuffe und der Synchronisationsring nicht frei in bezug aufeinander drehbar. In Fig. 3 ist die Synchronisationsring-Vorrichtung 10t identisch mit der Vorrichtung 10 gemäß der Darstellung in Fig. 2, außer daß die Wechselmuffe 16' und der Synchronisationsring 12' nach Fig. 3 nicht frei in bezug aufeinander drehbar sind. In Fig. 3 hat die Verriegelung die Form einer Rippe 24', die an der Wechselmuffe 16r vorgesehen ist und die in einer Nut 26' aufgenommen wird, die in die Hülse 12' eingeformt ist.
• Die Rippe 24' und die Nut 26' haben einen relativ strammen Paß sitz in bezug aufeinander, und das Spiel a nach Fig. 2 entfällt. Die Innenseite der Wechselmuffe 16' befindet sich in einem relativ strammen Paßsitz mit der Außenseite der Synchronisationshülse 12'.
• In dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt die Synchronisationsring-Vorrichtung 10" eine Wechselmuffe 16 ", die an der Außenseite einer Synchronisationshülse 12 " durch klebende Haftstreifen angebracht ist, die mit 30 in Fig. 4 bezeichnet sind. Folglich ist die Wechselmuffe 16" an einer axialen und einer rotierenden Verlagerung in bezug auf die Synchronisationshüle 12' gesichert.
• Außer in der Art und Weise, wie die Wechselmuffen 16' und 16" an den betreffenden Hülsen 12' und 12" befestigt sind, ist die Konstruktion der Vorrichtungen identisch mit der Konstruktion die in Fig. 2 gezeigt ist.
• Bei den in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsb ei spielen sind zwar die Wechselmuffen nicht frei in bezug auf die Synchronisationsringe drehbar, das geringe Gewicht, das von dem Kunststoffmaterial der Wechselmuffen herrührt, zusammen mit den reibungsarmen Charakteristiken des Kunststoffes, erhöht aber die Fähigkeit der Synchronisationsring-Vorrichtungen zum Drehen relativ zur Wechselgabel zur Verringerung des Aufpralls der Zähne bei deren Wandern in einen Eingriff mit den Zähnen eines angetriebenen Teils.
• Abwandlungen der Ausführungsbeispiele der Erfindung sind möglich.
• Während zwar beispielweise gesagt wird, daß das bevorzugte Material für die Muffe Kunststoff ist, versteht es sich, daß andere Werkstoffe auch verwendet werden können, um die erfindungsgemäßen Vorteile zu erreichen.

Claims (11)

1. Patentansprüche

   t Synchronisationsring-Vorrichtung, g e k e n n z e i c hn e t d u r c h eine mit Innenverzahnung versehene zylindrische Hülse (12, 12', 12') aus einem relativ hochfesten Metall, eine Wechselmuffe (16, 16', 16'') aus Kunststoff relativ geringer Festigkeit und geringen Gewichts, die an der Außenseite der Hülse (12, 12', 12 " ) in koaxialer Lage dazu sitzt und mit ringförmigen Angriffsmitteln (18) für eine Wechselgabel (32) koaxial zu der Hülse (12, 12', 12") und zu der Muffe (16, 16', 16??) versehen ist, und eine Verriegelung (24, 26, 24', 26', 30) zwischen der Muffe (16, 16', 16") und der Hülse (12, 12', 12" ), die so in Funktion tritt, daß eine relative Bewegung zwischen den Teilen (12, 12', 12'', 16, 16', 16??) mindestens in einer axialen Richtung verhindert wird.
2. 2. Synchronisationsring-Vorrichtung nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verriegelung (24, 26) eine freie Drehung der Muffe (16) in bezug auf die Hülse (12) ermöglicht.
3. 3. Synchronisationsring-Vorrichtung nach Anspruch 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verriegelung (24, 26) mindestens eine ringförmige Rippe (24) an einem (16) der Teile (16, 12) und eine ringförmige Nut (26) an dem anderen (12) der Teile (12, 14) umfaßt, die die Rippe (24) aufnimmt, wobei die Rippe (24) und die Nut (26) koaxial zu den Teilen (12, 16) angeordnet sind und einen ausreichend lockeren Paßsitz in bezug aufeinander haben, daß eine freie Drehungzwischen den Teilen (12, 16) ermöglicht wird.
4. 4. Synchronisationsring-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die ringförmigen Angriffsmittel (18) für die Wechselgabel(32) durch einen Schlitz mit zwei Seitenwänden (20) gebildet sind und daß mindestens eine Schmiermittelnut (28) vorgesehen ist, die in eine Seitenwand (20) des Schlitzes (18) eingeformt ist, wobei ein Ende der Schmiermittelnut (28) miulemäußeren Rand der Seitenwand (20) an dem offenen Ende des Schlitzes (18) in Verbindung steht.
5. 5. Synchronisationsring-Vorrichtung nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verriegelung (24', 26', 30) eine relative Drehung der Teile (12', 16t, 12", 16") verhindert.
6. 6. Synchronisationsring-Vorrichtung nach Anspruch 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verriegelung (24', 26') mindestens eine ringförmige Rippe (24') an einem (16') der Teile (16', 12') und eine ringförmige Nut (26') an dem ande-en (12') der Teile (12', 16') umfaßt, die die Rippe (24') aufnimmt, wobei die Rippe (24') und die Nut (26') koaxial zu den Teilen (12', 16') angeordnet sind und einen relativ strammen Faßsit in bezug aufeinander haben, derart, daß die Teile (12', 16') an einer relativen Drehung gehindert werden.
7. 7. Synchronisationsring-Vorrichtung nach Anspruch 5, G d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verriegelung (30) durch eine Klebeverbindung zwischen der Teilen (12", 16'') gebildet ist.
8. ö. Synchronisationsring-Vorrichtung, g e k e n n z e i -, h -n e t d u r c h eine mit Innenverzahnung versehene zylindrische Hülse (12) aus einem relativ hochfesten Metall, eine Wechselmuffe (16) aus einem Kunststoff mit hohen Selbstschmiereigenschaften, die an der Außenseite der Hülse (12) in koaxialer Lage dazu sitzt und die mit einem ringförmigen Wechselgabelschlitz (18) koaxial zu den Teilen (12, 16) versehen ist, eine Mehrzahl von ringförmigen Rippen (24), die an einen (16) der Teile (12, 16) angeformt sind, eine Mehrzahl von ringförmigen Nuten (26) in der Zahl gleich der Zahl der Rippen (24), die in den anderen (12) der Teile (12, 16) eingeformt sind, wobei jede der Rippen (24) in einer der Nuten (26) aufgenommen ist und die Rippen (24) und die Nuten (26) einen lockeren Paßsitz haben, derart, daß eine freie Drehung der Teile (12, 16) in bezug aufeinander ermöglicht wird, jedoch eine axiale Verlagerung der Teile (12,14) in bezug aufeinander verhindert wird.
9. 9. Synchronisationsring-Vorrichtung, g e k e n n z e i c hn e t d u r c h eine mit Innenverzahnung versehene Hülse (12', 12") aus relativ hochfestem Metall, eine Wechselmuffe (16, 16'') aus Kunststoff mit hohen Selbstschmiereigenschaften, die an der Außenseite der Hülse (12', 12")in koaxialer Lage dazu sitzt und die mi einem ringförmigen Wechselgabelschlitz koaxial zu den Teilen (12', 12", 16', 16") versehen ist, und eine Verriegelung (24', 26', 30), die die Teile (12', 12", 16', 16" ) gegen eine axiale und rotierende Bewegung in bezug aufeinander sichert.
10. 10. Synchronisationsring-Vorrichtung, g e k e n n z e i c hn e t d u r c h eine mit Innvenverzahnung versehene zylindrische Hülse (12, 12', 12") eine Wechselmuffe (16, 16', 16" ),die an der Außenseite der Hülse (12, 12', 12") in koaxialer Lage dazu sitzt und die mit ringförmigen Angriffsmittel für eine Wechselgabel koaxial zu der Hülse (12, 12', 12??) und der Muffe (16, 16', 76") versehen ist und eine Verriegelung (24, 26, 24', 26', 30) zwischen der Muffe (16, 16', 16" ) und der Hülse (12, 12', 12??), die so in Funktion tritt, daß eine relative Bewegung zwischen den Teilen (12, 12', 12", 16, 16', 16") mindestens in einer axialen Richtung verhindert wird.
11. 11. Synchronisationsring-Vorrichtung nach Anspruch 10, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verriegelung (24, 26) eine freie Drehung der Muffe (16) in bezug auf die Hülse (12) ermöglicht.

    L e e r s e i t e