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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine doppelt wirkende Synchronisationseinrichtung
in Sperrringbauweise.
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Technischer Hintergrund
der Erfindung
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Sperrring-Synchronisationseinrichtungen zur
Verwendung in mehrgängigen
Getrieben sind an sich bekannt. Solche Synchronisationseinrichtungen verfügen über Paare
von Reib- und Klauengliedern, um axial voneinander beabstandete
Gangstufen- Zahnräder
jeweils zu synchronisieren und formschlüssig mit einer Welle zu kuppeln, über eine
Nabe, die drehfest auf der Welle befestigt ist und eine Außenprofilverzahnung
trägt,
in der eine Innenprofilverzahnung einer Schaltmuffe verschieblich
ist, über Synchron-
oder Sperrringe mit Sperrzähnen
zum Sperren der Eingriffsbewegung der Schaltmuffe bis zum Erreichen
der Synchronisation und zur Übertragung
einer Schaltkraft von der Muffe auf die Reibglieder. Derartige Synchronisiereinrichtungen
weisen häufig
vorkrafterzeugende Einrichtungen (pre-energizers) auf, um eine anfängliche
Eingriffnahme der Reibglieder in Abhängigkeit von der Anfangsbewegung
der Schaltmuffe herbeizuführen.
Es ist auch bekannt, dass die Schaltzeit und/oder die von einem Kraftfahrzeugfahrer
aufzubringende Schaltanstrengung, d.h. die auf einen Schalthebel
ausgeübte
Kraft durch die Verwendung von Synchronisiermechanismen einer selbstverstärkenden
oder Servobauart (self-energizers) herabge setzt werden kann. Eine Synchronisationseinrichtung
der selbstverstärkenden
Servobauweise kann aus der US-Patentschrift 5,544,727 ersehen werden,
die eine Synchronisationseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 bzw. 7 veranschaulicht.
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Wenn
doppelwirkende Synchronisationseinrichtungen der Sperrringbauweise
aus der Eingriffsstellung mit einem Gangstufenzahnrad auf das andere
Gangstufenzahnrad umgeschaltet werden, kann die Reibungskupplung
des außer
Eingriff kommenden Gangstufenzahnrads noch soweit in Eingriff bleiben,
dass sie noch Drehmoment überträgt, nach
dem die Reibungskupplung des in Eingriff kommenden Zahnrads bereits
in Eingriff steht. Das kann dazu führen, dass die Sperrringe mit
schadensverursachenden Kräften
gegeneinander verdreht werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Synchronisationseinrichtung der
Sperrringbauweise mit einem besseren Außereingriffkommen der Reibungskupplungen
zu schaffen.
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Gemäß einem
Merkmal der Erfindung synchronisiert und verbindet in formschlüssiger Weise eine
doppelt wirkende Synchronisationseinrichtung der Sperrringbauweise
wahlweise eine Welle mit einem ersten oder einem von diesem axial
beabstandeten zweiten Antriebsmittel, die um eine Achse der Welle
verdrehbar und bezüglich
dieser axial fixiert sind.
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Die
Synchronisationseinrichtung weist auf:
Eine konzentrisch zu
der Achse und zwischen den Antriebsmitteln auf der Welle befestigte
Nabe. Ein Außenum fang
der Nabe weist eine Außenprofilverzahnung
auf. An jedem Antriebsmittel sind Klauenzähne angebracht. Eine Reibfläche ist
an jedem Antriebsmittel angeordnet. Eine Schaltmuffe weist eine Innenprofilverzahnung
auf, die mit der Außenverzahnung
der Nabe in Eingriff steht und Stirnseiten aufweist, an denen Klauenzähne ausgebildet
sind die jeweils mit den Klauenzähnen
eines der Antriebsmittel, in Abhängigkeit
von deiner hin- oder hergehenden axialen Einrückbewegung der Muffe, durch
eine Schaltkraft, ausgehend von einer Neutralstellung, in Eingriff
bringbar sind. Jedem Antriebsmittel ist ein Synchron- oder Sperrring
zugeordnet. Jeder Sperrring ist zwischen der Nabe und dem zugeordneten Antriebsmittel
angeordnet. Jeder Sperrring weist eine Anzahl an ihm angebrachter
Paare erster Sperrflächen
und eine Reibfläche
auf, die mit der an jedem der Antriebsmittel angeordneten Reibfläche in Eingriff
bringbar ist, um ein synchronisierendes Drehmoment zu erzeugen.
Zweite Sperrflächen
sind axial an der Muffe befestigt und mit der ersten Sperrfläche des
jeweiligen Sperringes in Abhängigkeit
von der Hin- oder Her-Bewegung der Muffe in Eingriff bringbar um
ein asynchrones Ineingriffkommen der miteinander in Eingriff bringbaren
Klauenzähne
zu verhindern, um die Schaltkraft des Fahrers über die miteinander in Eingriff
stehenden Sperrflächen
zu übertragen,
um die zugeordneten Reibflächen
miteinander in Eingriff zu bringen und um ein dem synchronisierenden
Drehmoment entgegengesetztes Drehmoment zu erzeugen. Servokrafterzeugende
Mittel dienen dazu, im eingelegten Zustand das synchronisierende
Drehmoment aufzunehmen, um eine zusätzliche Axialkraft zu erzeugen,
die über
die miteinander in Eingriff stehenden Sperrflächen und in Richtung der Schaltkraft
gerichtet ist, um die Anlage- oder Eingriffskraft der miteinander
in Eingriff stehenden Reibflächen
zu vergrößern. Die
servokrafterzeugenden Mittel weisen eine Anzahl in Umfangsrichtung
voneinander beabstandeter Aussparungen im Außenumfang der Nabe und in jeder
der Aussparungen angeordnete starre, servokrafterzeugende Glieder
auf. Jede Aussparung weist in Umfangsrichtung voneinander beabstandete
Stirnseiten auf, die eine Umfangserstreckung von ihr begrenzen.
Wenigstens eine der Stirnseiten weist jeweils eine erste und zweite
servokrafterzeugende Rampenfläche
auf, die axial unter einem Winkel in Richtung des ersten bzw. zweiten
Antriebsmittels weist. Jedes starre, servokrafterzeugendes Glied
weist ein erstes und zweites, in Umfangsrichtung davon beabstandetes
Endteil auf, die durch einen im Umfangsrichtung sich erstreckenden Teil
starr miteinander verbunden sind, der in einem Schlitz der Muffe
verschieblich derart angeordnet ist, dass er eine begrenzte Dreh-
und keine Axialbewegung bezüglich
der Muffe ausführen
kann. Jedes erste Endteil weist eine dritte und vierte servokrafterzeugende
Rampenfläche
auf, die jeweils mit der ersten bzw. zweiten Rampenfläche in Eingriff
bringbar ist, während
jedes erste und zweite, in Umfangsrichtung davon beabstandete Endteil
jeweils die axial an der Schaltmuffe verankerte zweite Sperrfläche trägt. Während der
Synchronisation ist jedes erste Endteil jeweils zwischen einer der
servokrafterzeugenden Rampenflächen
der Aussparung und einer der Sperrflächen des Sperrrings angeordnet
derart, dass sowohl die axial gerichtete Schaltkraft als auch die
zusätzliche
Axialkraft über
das starre servokrafterzeugende Glied übertragen werden.
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Die
Synchronisationseinrichtung ist durch eine Anzahl längs des
Umfanges voneinander beabstandeter, starrer Verbindungsglieder gekennzeichnet,
um die Reibfläche
eines Sperrrings außer
Eingriff zu bringen, bevor die Reibfläche des anderen Sperrringes
in Abhängigkeit
davon in Eingriff gebracht wird, dass die Schaltmuffe durch die
Schaltkraft aus einer Stellung, in der ihre Klauenzähne mit den
an einem Antriebsmittel angebrachten Klauenzähnen in Eingriff stehen in
eine Stellung bewegt wird, in der ihre Klauenzähne mit den an dem anderen
Antriebsmittel angebrachten Klauenzähnen in Eingriff davon kommen;
das erste und das zweite in Umfangsrichtung beabstandete Endteil
jedes servokrafterzeugendes Gliedes nehmen zwischen sich einen axial
sich erstreckenden Teil eines der starren Verbindungsglieder, der
zwischen ihm verläuft,
auf, um die jeweilige Umfangsstellung der ersten und der zweiten
Sperrfläche
relativ zueinander aufrecht zu erhalten.
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Die
Erfindung schafft außerdem
eine Sperrring-Synchronisationseinrichtung gemäß dem Patentanspruch 7.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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Die
erfindungsgemäße Synchronisationseinrichtung
ist in der beigefügten
Zeichnung dargestellt in der:
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1 eine Querschnittsansicht
einer doppelwirkenden Sperrring-Synchronisationseinrichtung ist,
in einer Neutralstellung und um die Achse einer Welle drehbar angeordnet;
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2 eine perspektivische Explosionsdarstellung
von Teilen der Synchronisationseinrichtung nach 1 ist;
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3 und 4 jeweils eine Draufsicht auf ein vergrößertes servokrafterzeugendes
Glied der Synchronisationseinrichtungen aus den 1 und 2 sind;
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5 und 6 jeweils eine Draufsicht auf zwei vergrößerte, getrennte
Teile der Synchronisationseinrichtung nach 1 sind; und
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7 eine schematische Darstellung
eines servokrafterzeugendes Teils der Synchronisationseinrichtung
ist.
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Detaillierte Beschreibung
der Zeichnung
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Der
Ausdruck "Synchronisationseinrichtung" bezeichnet einen
Kupplungsmechanismus, der dazu verwendet wird, eine ausgewähltes Gangstufenzahnrad
oder Antriebsmittel drehfest mit einer Welle mittels einer formschlüssigen Kupplung
zu kuppeln, bei der der Versuch des Einrückens der formschlüssigen Kupplung
solange verhindert ist, bis Teile der formschlüssigen Kupplung durch eine
der formschlüssigen
Kupplung zugeordnete synchronisierende Reibungskupplung zu einer
im Wesentlichen synchronen Drehbewegung gebracht worden sind. Der
Ausdruck "servokrafterzeugend" (self-energizing)
bezeichnet eine Synchronisationseinrichtung, die Rampen oder Nockenflächen oder
dergleichen aufweist, um die Einrückkraft der synchronisierenden
Kupplung in Abhängigkeit
von dem synchronisierenden Drehmoment der Reibungskupplung zu vergrößern.
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Ein
Blick auf die 1 bis 7 zeigt eine Zahnrad- und
Synchronisationseinrichtung 10, die einen Teil eines mehrgängigen Schaltgetriebes
bildet. Die Einrichtung 10 verfügt über eine Welle 12,
die gestrichelt dargestellt um eine mittige Achse 12a drehbar gelagert
ist, über
axial voneinander beabstandete Zahnräder oder Antriebsmittel 14, 16 die
ebenfalls gestrichelt dargestellt und auf der Welle relativ zu dieser
verdrehbar gelagert sind, und über
einen doppelt wirkenden Synchronisationseinrichtung-Kupplungsmechanismus 18.
Die Zahnräder
sind gegen eine Axialbewegung bezüglich der Welle in an sich
bekannter Weise gesichert.
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Der
Synchronisationseinrichtungs-Kupplungsmechanismus 18 verfügt über ringförmige Antriebsmittel 20, 22,
die in an sich bekannter Weise an den Zahnrädern 14, 16 axial
und unverdrehbar befestigt sind, über Zahnrad-Reibflächen 24, 26,
die durch Ringe gebildet sind, welche in an sich bekannter Weise
an den Antriebsmitteln 20, 22 angebracht sind, über Profil-
oder Klauenzähne 28, 30,
die mit den Antriebsmitteln 20, 22 einstückig ausgebildet
sind, über ein
Nabenelement 32, das mit einer mittigen Bohrung 32a axial
und drehfest auf der Welle 12 befestigt ist, über ein
Schaltmuffenelement 34, über eine Innenprofilverzahnung 36,
die in einer zentralen Bohrung des Muffenelements 34 ausgebildet
ist und in dauerndem Eingriff mit einer Außenprofilverzahnung 38 (vergl. 2) steht, welche auf dem
Außenumfang des
Nabenelements 32 ausgebildet ist, über Synchron- oder Sperrringe 40, 42, über Sperrzahnsätze 44, 46 und über Reibflächen 48, 50,
die einstückig
an den Sperrringen 40, 42 ausgebildet sind, über eine vorkrafterzeugende
Einrichtung 52 und eine Servokrafterzeugungs/Sperreinrichtung 54.
Im vorliegenden Falle weist die Synchronisationseinrichtung drei umfangsmäßig voneinander
beabstandete, eine Servokrafterzeugende/Sperreinrichtungen 54 auf,
die mit einer gleichen Anzahl von Sperrzähnen auf jedem der Sperrringe
zusammen wirken. Jeder Sperrzähnesatz 44, 46 weist
jeweils schräge
Sperrflächen 44a, 44b, 46a, 46b auf.
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Wie
ohne weiteres zu ersehen, gehören
die Reibflächen 24, 48 und 26, 50 jeweils
paarweise zusammen, um Reibungskupplungen zum Synchronisieren der
Zahnräder
mit der Welle vor dem Ineingriffkommen der Klauenglieder auszubilden.
Konuskupplungen werden bevorzugt; es können aber auch andere Bauweisen
von Reibungskupplungen verwendet werden. Ein weiter Bereich von
Konuswinkeln kann verwendet werden. Die Reibflächen können durch irgend eines mehrerer
bekannter Reibmaterialien gebildet sein, die an dem Basiselement
befestigt sind, z.B. pyrolytische Kohlenstoffreibmaterialen, wie sie
in den US-Patentschriften 4,700,823; 4,844,218 und 4,778,548 Verwendung
finden.
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Die
Profilverzahnungen 36, 38 haben axial sich erstreckende
Flankenflächen,
die in engem Schiebesitz aneinander angepasst sind, so dass praktisch
kein Spiel zwischen dem Schaltmuffenelement 34 und dem
Nabenelement 32 vorhanden ist. Die einander gegenüberliegenden
Stirnseiten der Profilverzahnung 36 bilden Klauenzähne, die
mit den Klauenzähnen 28, 30 zusammenwirken,
um die Zahnräder
formschlüssig
mit der Welle zu kuppeln. Bezugnehmend auf 2 sind dort die Seitenflanken der Profilverzahnungsklauenzähne 36 und
der Klauenzähne 28, 30 mit
ein Abstoßen
verhindernden oder einen Sperrwinkel aufweisenden Merkmalen versehen,
um ein unbeabsichtigtes Ausrücken
der Verzahnungen zu verhindern. Einzelheiten dieses Merkmals können aus
der US-Patentschrift 4,727,968 entnommen werden.
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Die
an sich bekannte, eine vorkrafterzeugende Einheit (pre-energizer
assembly) 52 verfügt über drei
Balken 56, die in axial verlaufenden Schlitzen 32a in
dem Nabenelement 32 angeordnet sind, wobei zwei C-förmige Federn 58 einen
erhabenen Abschnitt 56a jedes Balkens in eine Rastausnehmung 36a in
der Profilverzahnung 36 drücken. Die vorkrafterzeugende
Einrichtung 52 positioniert das Schaltmuffenelement 34 nachgiebig
in der in 1 dargestellten
Neutralstellung. Die Stirnseiten 56b der Balken 56 sind
axial beabstandet zwischen Anschlagflächen einer jeweils einstückig mit
den Sperrringen 40, 42 ausgebildeten Anzahl von
Nasen 40a, 42a (im vorliegenden Falle drei) angeordnet.
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Wenn
der Wunsch besteht eines der Zahnräder mit der Welle zu kuppeln,
wird dazu ein geeigneter und nicht weiter dargestellter Schaltmechanismus benutzt.
Ein Beispiel eines solchen Mechanismus ist in der US-Patentschrift
4,920,815 geoffenbart. Der Schaltmechanismus weist eine nicht dargestellte Schaltgabel
auf, die in eine Ringnut 34b eingreift und durch die das
Schaltmuffenelement 34 axial längs der Welle 12 entweder
nach links, um das Zahnrad 14 anzukuppeln, oder nach rechts,
um das Zahnrad 16 anzukuppeln, verschoben werden kann.
Der Schaltmechanismus kann von Hand durch eine Bedienungsperson über ein
Gestängesystem
bewegt werden, er kann wahlweise auch durch einen Aktuator betätigt werden,
oder durch Mittel bewegt werden, die automatisch eine Schaltmechanismusbewegung auslösen und
außerdem
die Größe der auf
die Schaltgabel ausgeübten
Kraft steuern. Wenn die Schaltgabel bewegt wird, üben die
eine vorkrafterzeugenden Einrichtungen 52 eine Vorbelastungskraft aus,
die proportional der auf das Schaltmuffenelement ausgeübten Schaltkraft
ist. Unabhängig
davon, ob sie von Hand oder automatisch zur Einwirkung gebracht
wird, wird die Schalt kraft auf das Schaltmuffenelement in einer
Axialrichtung zu dem einzurückenden
Zahnrad hin ausgeübt.
Die Vorkraft bringt, abhängig
von der Richtung der Schaltmuffenelemtenbewegung durch die Schaltkraft,
entweder die Reibfläche 48 oder
die Reibfläche 50 in
eine anfängliche
Eingriffnahme mit der jeweils zugeordneten Reibfläche, um
den zugeordneten Sperrring bezüglich
des Nabenelementes 32 in eine Stellung zu überführen die
dazu dient die Servokrafterzeugungs-/ Sperreinrichtungen 54 in
einer im weiteren noch erläuterten
Weise zu positionieren.
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Die
Servokrafterzeugungs-/Sperreinrichtungen 54 weisen jeweils
Vorbelastungsmittel 60 auf, die kraftverstärkende oder
krafterzeugende Rampenflächen 60a, 60b, 60c, 60d tragen,
welche schräg
zu der Drehebene des Nabenelementes 32 verlaufen und auf
einander gegenüberliegenden
Stirnseiten von Aussparungen in dem Außenumfang des Nabenelementes
ausgebildet sind; sie verfügen
außerdem über die
Sperrzähnesätze 44, 46 und
ein starres servokrafterzeugendes Glied 62, um die Sperr-
und Servokräfte
aufzunehmen. Im vorliegenden Fall sind drei Aussparungen dargestellt,
von denen jede servokrafterzeugende Rampenflächen 60a, 60b, 60c, 60d aufweisen
kann. Es veranschaulicht jedoch lediglich eine der Aussparungen
die Rampenflächen.
Die Rampenflächen 60a, 60b, 60c und 60d sind
jeweils durch nicht servokrafterzeugenden Flächen 60e, 60f voneinander
getrennt, weil diese (Flächen)
sich rechtwinklig zu der Drehebene des Nabenelementes 32 erstrecken.
Das Glied 62 weist in Umfangsrichtung voneinander beabstandete
Servokraftverstärkende-/Sperrendteile 64, 66 auf,
die durch ein in Umfangsrichtung sich erstreckendes Teil 68 starr
miteinander verbunden sind, das in einem in Umfangsrichtung verlaufenden
Schlitz 34a in dem Schaltmuffenelement 34 aufgenommen
ist. Von dem Teil 68 ragen bogenförmige Flansche 70, 72 axial
vor. Der Schlitz 34a erlaubt eine begrenzte Umfangsbewegung
des Gliedes 62 bezüglich
des Muffenelementes und verhindert eine Axialbewegung bezüglich des
Muffenelements. Die Flanschen 70, 72 liegen verschieblich an
sie angepassten Flächen
des Schaltmuffenelementes 34 an, und bilden eine zusätzliche
Abstützung
um so einem Verschleiß des
in Umfangsrichtung sich erstreckenden Teils 68 und des
Schlitzes 34a entgegen zu wirken. Das Endteil 64 verfügt über servokrafterzeugende
Rampenflächen 64a, 64b,
die gegen eine Fläche 60b bzw. 60a abgestützt sind, wenn
das Schaltmuffenelement 34 axial nach links oder nach rechts
bewegt wird, über
eine nicht servokrafterzeugende Fläche 64c, die gegen
die Fläche 60e abgestützt ist,
wenn der Kupplungsmechanismus 18 der Synchronisationseinrichtung
in der Neutralstellung nach 1 steht
und über
Sperrflächen 60d, 60e,
die sich gegen die Sperrfläche 44a bzw. 46a der
Sperrverzahnungssätze 44, 46 abstützen. In ähnlicher
Weise verfügt
das Endteil 66 über
servokrafterzeugende Rampenflächen 66a, 66b,
die sich gegen die Fläche 60d bzw. 60c abstützen können, über eine
nicht servokrafterzeugende Fläche 66a,
die sich auf der Fläche 60f abstützen kann,
und über Sperrflächen 66d, 66e,
die sich gegen die Sperrfläche 44b bzw. 46b abstützen können. Die
Eingriffsstellung der nicht servokrafterzeugenden Flächen 60e, 60f, 64c, 66c verhindert
eine unerwünschte
Aktivierung der servokrafterzeugenden Rampen in dem Fall dass ein
gewisses, von einer der Konuskupplungen erzeugtes Drehmoment vorhanden
ist; beispielsweise kann eine viskose Scherwirkung von Öl zwischen
den Reibflächen
der Konuskupplung ein Drehmoment erzeugen, das sonst die Rampen
aktivieren könnte.
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Jeder
der Sperrverzahnungssätze 44, 46, weist
einen axial verlaufenden Schlitz 44c, 46c und einen
radial verlaufenden Schlitz 44d, 46d auf, der durch
schräge
Wände begrenzt
ist, welche mit zunehmender, von dem jeweils zugeordneten Schlitz 44c, 46c radial
nach innen gerichteter Erstreckung einen zunehmenden Abstand in
Umfangsrichtung aufweisen. Die schrägen Wände des Schlitzes 46d sind
aus 6 zu ersehen. Die
radial verlaufenden Schlitze 44d, 46d, bilden
auch axial einander gegenüberliegende
Flächen 44e, 46e aus.
Die Schlitze jedes Sperrrings enthalten ein starres C-förmiges Verbindungsglied 74,
das jeweils einen axial sich erstreckenden Teil 74a und
radial verlaufende Endteile 74b, 74c aufweist.
Der axial sich erstreckende Teil 74a verläuft zwischen
den Endteilen 64, 66 des Gliedes 62 und
hält die
umfangsmäßige Positionierung jedes
Sperrzähnesatzes
bezüglich
der Servokrafterzeugungs-/Sperreinrichtungen 54 aufrecht.
Die radial verlaufenden Endteile 74b, 74c, liegen
an axial gegenüberliegenden
Flächen 44e, 46e an,
um so die Reibfläche
eines Sperrrings außer
Eingriff zu bringen, bevor die Reibfläche des anderen Sperrrings
in Eingriff kommt, wenn das Schaltmuffenelement durch die Schaltkraft
von einer Stellung, in der seine Klauenzähne mit den an einem Antriebsmittel
vorhandenen Klauenzähnen
in Eingriff stehen, in eine Stellung bewegt wird, in der seine Klauenzähne mit den
Klauenzähnen
des anderen Antriebsmittels in Eingriff kommen. Dieses formschlüssige Ausrücken einer
Reibkupplung vor dem in Eingriffkommenden der anderen Reibkupplung
verhindert eine gleichzeitige Drehmomentübertragung durch beide Kupplungen,
die die Sperrringe mit schädlichen
Krafteinwirkungen relativ zueinander verdrehen könnte. Die schrägen Wände der
radial verlaufenden Schlitze 44d, 46d erlauben
es den radial sich erstreckenden Endteilen 74b, 74c des
jeweiligen C-förmigen
Gliedes 74, sich ohne Verklemmung in den Schlitzen radial zu
bewegen. Eine solche Radialbewegung tritt häufig auf, wenn auf den Leerlauf
zurückgeschaltet oder
aus einer eingerückten
Gangstellung in eine andere umgeschaltet wird und rührt von
einer radial nach außen
gerichteten Bewegung der von dem gerade ausgerückten Antriebsmittel entfernten
Stirnseite des C-förmigen
Gliedes her.
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Bei
Beginn eines Gangschaltvorganges vom Leerlauf aus, können die
Verzahnungssätze 44, 46 in Umfangsrichtung
an irgend einer beliebigen Stelle zwischen den Endteilen 64, 66 stehen.
Die anfängliche,
nach rechts gerichtete Axialbewegung des Schaltmuffenelements 34 durch
die Schaltkraft wird durch die Balken 56 der eine Vorkraft
erzeugenden Einheit über
die Anschlagflächen 42a der
Nasen auf den Sperrring 42 übertragen, um einen anfänglichen reibschlüssigen Eingriff
der beweglichen Konusfläche 50 mit
der Zahnradkonusfläche 26 herbeizuführen. Die
anfängliche
Anlagekraft der Konusfläche
ist natürlich
eine Funktion der Kraft der Federn 58 und der Winkel der
Wände der
Rastaussparung 36a. Das anfängliche Ineingriffkommen der
Konusfläche 50 bewirkt,
dass ein anfängliches
Synchronisationsdrehmoment über
die Konusflächen 50, 26 übertragen
wird, wobei angenommen sei, dass ein asynchroner Zustand herrscht.
Dieses anfängliche
Drehmoment verdreht den Sperrring 42 bezüglich des
Nabenelements und des Schaltmuffenelements soweit, dass die Sperrflächen 64e, 46a miteinander
in Eingriff kommen, wodurch die Übertragung
der Schaltkraft unmittelbar über
die miteinander in Eingriff stehenden Sperrflächen ermöglicht wird. Wenn diese Sperrflächen miteinander
in Eingriff stehen, wird die von dem Schaltmuffenelement 34 auf
das servokrafterzeugende Glied 62 ausgeübte Schaltkraft auf den Sperrring 42 übertragen,
wodurch die Reibflächen 26, 50 mit
der vollen Schaltkraft in Eingriff gebracht werden, um ein synchronisierendes
Drehmoment zu erzeugen.
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Bei
einem Blick auf die schematische Darstellung der 7 ist zu ersehen, dass die nach rechts
gerichtete Bewegung des Schaltmuffenelements 34 und das
durch das Ineingriffkommen der Reibflächen 26, 50 erzeugte
synchronisierende Drehmoment zur Folge haben, dass die servokrafterzeugenden
Rampen 60b, 64a miteinander in Eingriff kommen
und das synchronisierende Drehmoment aufnehmen, wodurch eine nach
rechts gerichtete zusätzliche
Axialkraft erzeugt wird, die über
die miteinander in Eingriff stehenden Sperrflächen 64e, 46a auf den
Sperrring 42 übertragen
wird, wodurch die Eingriffs- (oder Anlage-)kraft der Reibflächen 26, 50 vergrößert wird.
Die Wirkungsweise der anderen Sperrflächen und kraftverstärkenden
Rampen ist analog zu jener der Sperrflächen 64e, 46a bzw.
der servokrafterzeugenden Rampen 60b, 64a. Eine
genauere Beschreibung der Wirkungsweise der Sperrflächen und
der servokrafterzeugenden Rampen ist aus der bereits erwähnten US-Patentschrift
5,544,727 zu entnehmen. Wenn die servokrafterzeugenden Rampenflächen 60b, 64a zu
der Drehbewegungsebene des Nabenelementes 32 rechtwinklig
stehen würden, würden keine
Verstärkungskräfte erzeugt.
Da außerdem
die Sperrflächen 64e, 46a schräg zu der
Drehbewegungsebene liegen, erzeugen sie zusätzlich zu der Verhinderung
einer asynchronen Eingriffnahme der Profilklauenverzahnung 36 und
zu der Übertragung
der Schaltkraft auf die Reibflächen 26, 50 noch ein
Gegendrehmoment oder ein entblockierendes Moment während eines
asynchronen Zustands, das gegen das synchronisierende Drehmoment
gerichtet, aber von kleinerer Größe als dieses
ist. Wenn im Wesentlichen Synchronismus erreicht ist, fällt das
synchronisierende Drehmoment unter das entblockierende Drehmoment
ab, womit die Sperrverzahnung außer Eingriff gebracht wird,
um so eine fortgesetzte Axialbewegung des Schaltmuffenelements und
das in Eingriffkommen der Profilklauenverzahnung 36 mit der
Klauenverzahnung 30 des Antriebsmittels zu ermöglichen.
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Es
wurde eine doppelt wirkende Synchronisationseinrichtung mit formschlüssigem Ausrücken der
Konusreibungsflächen
geoffenbart. Die Synchronisationseinrichtung kann eine Servokrafterzeugung aufweisen.
Die anschließenden
Patentansprüche sollen
die erfindungsgemäßen Teile
der geoffenbarten Synchronisationseinrichtung umfassen.