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Zahnkupplung für Zahnradwechselgetriebe mit Synchronisierringen an
beiden Seiten des Losrades.
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Die Erfindung erstreckt sich auf die weitere Ausgestaltung der in
Anmeldung P 2122947.0 beschriebenen, insbesondere für Zahnradwechselgetriebe verwendeten
Zahnkupplung mit zwei Synehronisierringen, von denen der erste in üblicher Weise
auch als Sperring während des Synchronisiervorgangs dient und zwar insbesondere
über Keilflächen an diesem und der Scha'tmuffeI die hierbei sperrend wirken.
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Wie in Hauptpatent beansprucht, ist der erste Synchronisierring drehbar
auf oder im ersten Synchronisierkonus angeordnet, der mit dem Losrad drehfest, aber
längsverschiebbar verbunden ist. Dieses hat Aussparungen, durch die der erste Synchronisierkonus
beim Scharl@-vorgang auf den zweiten Synchronisierring drücken kann. Letzterer ist
mit dem Losrad drehfest, jedoch begrenzt schwenkbar, und längsverschiebbar verbunden.
Der darauf oder darin befindliche zweite Synchronisierkonus - oder das funktionell
entsprechende Teil -ist mit der Welle mitdrehend verbunden, auf der die Schaltmuffe
drehfest und längsverschiebbar angeordnet ist. Beim Schaltvorgang wirkt deshalb
die vom Fahrer aufgebrachte Schaltkraft auch auf den zweiten Synchronisierring.
Durch das deshalb entstehende zusätzliche Reibmoment zwischen diesem und dem zweiten
Synchronisierkonus wird der Gleichlauf zwischen diesen Ringen bzw. an deren Reibflächen
in kürzerer Zeit als üblich erreicht oder der Fahrer benötigt weniger Schaltkraft.
Die dem Gleichlauf folgende Verdrehung zwischen dem ersten Synchronisierring und
der Schaltmuffe, bewirkt durch die Schaltkraft mittels dem (ersten Reihe) Keilflächen
dazwischen, wird ermöglicht durch die begrenzte Schwe%nkit insbsondere zwischen
dem
zweiten Synchronisierring und dem Losrad oder bei einer anderen Ausführungsform
zwischen den zusuztlichen Teilen der Synchronisierung und der Welle.
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Bei einer besonders wirksamen Ausführungsform des Haupt -patents
ist auch die Anlage zwischen erstem Synchronisierkonus u.
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zweitem Synchronisierring als (zweite Reihe) Keilflächen ausgebildet.
Dadurch wird diese dem Gleichlauf folgende Verdrehung unterstützt, so dass der Fahrer
auch hierbei weniger Schaltkraft benö -tigt.
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Ausser der wesentlich leichteren, schnelleren und geschmeidigeren
Schaltung hat die Anordnung gemäss Hauptpatent noch den Vorteil, dass infolge der
Grösse und des räumlichen Abstandes der beiden Reibstellen einer Synchronisierung
die spezifische Warme -belastung die Hälfte betragt und damit auch die tatsächliche
Belastbarkeit doppelt so hoch wie üblich ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, Ausführungen für gedrängte Bauweise
zu ermöglichen, und zwar sowohl in bezug Lange des Radsatzes als auch in bezug des
Durchmessers der Räder. Ferner soll die Sicherheit der Wirkungsweise nicht durch
die Uberlagerung zusätzlicher Toleranzen gerahrdet werden.
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FUr den Verlauf der beim Schaltvorgang nach dem Gleichlauf folgenden
Verdrehung sind die Verhältnisse am Anfang desselben massgebend. Inrolge des dabei
massgebenden höheren Reibwertes der Ruhe macht sich die Erleichterung des Schaltvorgangs
durch die Unterstützung dieser Verdrehung mittels der (zweiten Reihe) Keilflächen
zwischen erstem Synchronisierkonus und zweitem Synchronisierring am meisten bemerkbar.
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Die Erfindung besteht deshalb darin, dass der ringförmige erste Synchronisierkonus
und das Losrad so ausgebildet sind, dass sie beim Schaltvorgang im Verlauf der dem
Gleichlauf folgenden Verdrehung aneinander zur Anlage kommen, beispielsweise indem
an diesen beiden Teilen Stirnflächen vorhanden sind, die vor dem Schaltvorgang einen
kleinen Abstand voneinander haben.
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In vorteilhafter Weise wird dadurch erreicht: Der Weg des ersten
Synchronisierkonus und damit der Schaltmuffe ist verringert. In bezug Toleranzen
erhält der erste Synchronisierkonus am Losrad eine genaue bestimmte Endstellung,
die unabhängig von den Toleranzen des zweiten Synchronisierrings und -konus sowie
der Nasen ist.
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Die Erfindung besteht weiter darin, dass zwischen dem ringförmigen
ersten Synchronisierkonus und dem Losrad vorgespannte Fe -dern, insbesondere Druckfedern
angeordnet sind,
die ersteren elastisch gegen einen Anschlag drücken,
der beispielsweise aus einem geschlitzten Ring in einer Ringnut des Losrades oder
aus Nasen am Losrad besteht.
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In vorteilhafter Weise wird dadurch erreicht: Bei ausgerUcktem Gang
kann der erste Synchronisierring oder - konus den zweiten Synchronisierring nicht
beeinflussen. Dieser kann deshalb mit Sicherheit in die Lage schwenken, die er am
Beginn des Schaltvorgangs haben soll. In bezug Toleranzen erhält der erste Synchronisierkonus
eine genau bestimmte Anfangsstellung am Losrad, die ebenfalls unabhängig von ist
den Toleranzen des zweiten Synchronisierringes und --konus. Deshalb sind hierbei
für den üblichen (ersten) Synchronisierring wie auch für die Gleitsteine in der
Schaltmuffe dieselben Verhältnisse wie b i der üblichen Ausführung mit einem einzigen
Synchronisierring vorhanden. (Unter Umstanden gestatten es diese nachgiebigen Druckfedern
auf die üblichen Gleitsteine in der Schaltmuffe und die dazugehörigen Federn zu
verzichten).
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Ebenso sind für den zweiten Synchronisierring nur die Toleranzen
massgebend, wie sie zwischen dem Losrad, komplettiert mit dem ersten Synchronisierkonus,
und dem zweiten Synchronisierkonus vorhanden sind.
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In Ergänzung der vorherigen Ausführung besteht die Erfindung weiter
darin, dass zwischen der betreffenden Druckfeder und dem ersten Synchronisierkonus
Jeweils ein Hebelarm vorhanden ist, ausgeführt insbesondere mittels einer länglichen
abgekröpften Platte, zwischen deren anderem Hebelarm und dem zweiten Syrichronisierring
dann mit etwas Langsspiel sich Jeweils ein längsbeweglicher Bolzen befindet.
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In vorteilhafter Weise wird dadurch erreicht, dass der zweite Synchronisierring-am
Beginn des Schaltvorganges in die richtige Lage gebracht wird, ebenso wie dies am
ersten Synchronisierring von der Schaltmuffe wie üblich mittels Gleitstein und Feder
erfolgt.
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Die Erfindung besteht bei mancher Ausführung weiter darin, dass die
beiden Keilflächen einer Nase bzw0 deren entspr. Wölbung als Teil einer Kugel -
bzw. Kugel-Fläche ausgebildet sind.
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In vorteilhafter Weise wird dadurch bei Fertigung einer Nase eine
Bearbeitung der betreffenden Fläche gemeinsam mit den zylindrischen Flachenteilen
derselben möglich; also ohne Gefahr eines störenden Mittenversatzes der axialen
und tangentialen Anschlagflächen.
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Die Erfindung besteht ferner darin, dass am ringförmigen ersten Synchronisierring
die Anzahl der Nasen, Rollen, Stifte, Taschen oder Nuten jeweils drei ist.
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In vorteilhafter Weise wird dadurch erreicht, dass während der Fertigung
beim Spannen oder sp-ter im Getriebe im Betriebszustand die Anlage Jeweils aller
drei gleichen Flächen eines Teil gewährleistet ist.
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Die Erfindung besteht weiter darin, dass zwischen dem förmigen ersten
Synchronisierkonus und dem zweiten Synchronisierring in Aussparungen, insbesondere
Löchern des Losrades als Druckmittel längsbewegliche Stifte vorhanden sind, welche
die beim Schaltvorgang wirksame Schaltkraft übertragen.
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Hierbei können Je nach Ausführung noch folgende erfindungsgemässe
Merkmale vorhanden sein; Die Stifte ragen in Taschen des zweiten Synchronisierringes
hinein, die wesentlich breiter als sie sind, wobei der Abstand dazwischen beim Schaltvorgang
die dem Gleichlauf folgende Verdrehung ermöglicht. Die Stifte haben an der Stirnseite
u.
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der zweite Synchronisierring bzw. die Taschen desselben im Grund schräge
Flächen für die Wirkung als (zweite Reihe) Keilflächen.
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Die Stifte haben am anderen Ende eine abgesetzte Hälfte, so dass sie
durch deren Eingriff in die Nut des ringförmigen ersten SynchronisJer konus gegen
Drehung gesichert sind, der hierdurch auch mit dem Losrad drehfest verbunden wird,
wobei ferner bei der Montage durch diese Nuten die Nasen des Losrades bewegt werden
können, die wie bereits erwähnt im Betrieb als Anschlag für die Druckfedern dienen.
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In vorteilhafter Weise wird dadurch erreicht, dass eine Ausführung
auch bei Losrädern möglich ist, bei denen zwischen Verzahnung und Welle wenig Platz
vorhanden ist.
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Die Erfindung besteht bei anderer Ausführung weiter darin, dass am
ringförmigen ersten Synchronisierkonus die Nasen nicht ebene Keilflächen haben,
sondern eine entsprechend wirkende konkave Wölbung an der Stirnseite aufweisen.
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In vorteilhafter Weise wird dadurch erreicht, dass das hierbei erzeugte
Drehmoment beim Schaltvorgang am Anfang der Verdrehung, die dem Gleichlauf folgt,
am höchsten ist und dann abgeschwächt weiter wirkt, ohne einen grossen Hub erforderlich
zu machen.
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Die Erfindung besteht weiter darin, dass als Druckmittel zwischen
dem ersten Synchronisierkonus und dem zweiten Synchronisierring Rollen vorhanden
sind, an denen die benachbarten Nasen oder Stifte anliegen, wobei diese Rollen beispielsweise
am ringförmigen ersten Synchronisierkonus in Zapren desselben oder am zweiten Synchronisierring
in Achsen drehbar gelagert sind.
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Die Erfindung besteht bei anderer Ausfijhrung weiter darin, dass
als Druckmittel in den Löchern des Los rades zwischen dem ringförmigen ersten Synchronisierkonus
und dem zweiten Synchronisierring bewegliche längliche Druckstücke vorhanden sind,
die mit letzteren-formschlüssig verbunden sind, welche an den Stirnseiten räumlich
oder prismatisch gerundet sein können und die im Losrad auf der dem zweiten Synchronisierring
zugewandten Seite die für die dem Gleichlauf folgenden Verdrehung erforderliche
Bewegungsmöglichkeit haben, bei denen in bevorzugter Ausbildung die Mittelpunkte
dieser Rundungen oder Kugelflächen in axialer Richtung überdeckend versetzt sind.
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In vorteilhafter Weise wird bei den beiden letzten Ausführungen dadurch
die Reibung beim Schaltvorgang während der dem Gleichlauf folgenden Verdrehung verringert.
Bei der letzteren Ausführung ist in deren bevorzugter Ausbildung dieselbe Wirkung
wie mit der drittletzten Ausführung mittels gewölbter Nase und Rolle möglich, auch
bei kleinen Rädern.
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In Ergänzung besteht die Erfindung weiter darin, dass das betreffende
Druckstück ausserhalb der Anschlussflächen gleichmassig geschwächt ausgeführt ist,
umbei Biegung elastisch zu wirken.
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In vorteilhafter Weise können dadurch ungleiche Teilungen etwas ausgeglichen
werden.
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In Ergänzung besteht die Erfindung weiter darin, dass der betreffende
zweite Synchronisierring am Umfang eine als Kugel ausgeführte Reibfläche hat.
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In vorteilhafter Weise werden dadurch ungleiche Längen ausgeglichen.
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Die Erfindung besteht bei anderer Ausführung weiter darin, dass als
Druckmittel zusätzlich ein kardanisch angeordneter Ausgleichring vorhanden ist,
der in bevorzugter I-*usSuhrung zwei gegenberriegende Nasen oder Aussparungen aufweist,
in welche dann die beiden länglichen Druckstücke eingreifen und der quer dazu zwei
gegenüber « liegende radiale Zapfen besitzt, die beweglich in den zweiten Synchronisierring
eingreifen, wobei diese beladen Ringe schwenkbar und radial verschiebbar gegeneinander
sind.
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In vorteilhafter Weise werden durch die kardanische Ausführung alle
ungleichen Längen und durch die radiale Beweglichkeit des Ausgleichringes und der
länglichenDruckstücke alle ungleichen Teilungen
und Mittigkeiten
ausgeglichen, welche die Wirkung des zweiten Synchronisierringes gefährdenkönnen.
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Die Erfindung besteht bei andererAusführung weiter darin, dass die
erforderliche begrenzte Schwenkbarkeit hier mittels des ringförmigen zweiten Synchronisierkonus
erreicht wird, indem dessen Verbindung mit der Abtriebswelle in bezug drehender
Mitnahme mittels Nasen erfolgt, die in breitere Aussparungen der Abtriebs-Welle
oder eines damit verbundenen Teils eingreifen oder umgekehrt, wodurch beim Schaltvorgang
die dem Gleichlauf folgende Verdrehung des Losrades ermöglicht wird.
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In vorteilhafter Weise ist dann bei letzterem Vorgang der Reib-Radius
geringer.
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(Die weiter anschliessende Kombination mit einer zweiten Reihe Keilflächen
an einem mit der Welle rest verbundenem Teil wurde bereits in der Anmeldung des
Hauptpatents, Seite 12, als zum Umfang der Erfindung gehörig erwähnt).
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Die Erfindung besteht bei anderer Ausführung weiter darin, dass insbesondere
zwischen dem Losrad und dem zweiten Synchronisierring eine sogenannte Kreuzscheiben-Kupplung
vorhanden ist, die in bevorzugter Ausführung aus einer-Lochscheibe besteht, in deren
Löcher vom Losrad her zwei gegenüberliegende (linke) Bolzen und versetzt dazu vom
zweiten Synchronisierring her zwei gegenüberliegende Nasen oder (rechte) Bolzen
mit grossem Spiel hinein ragen, wobei in den anderen Löchern insbesondere Kugeln
als Druckmittel angeordnet sein können, für welche die Lochscheibe, welche die Hälfte
der Verdrehung zurücklegt, als Kafig dient.
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In vorteilhafter Weise können dadurch Aussermittigkeiten u.
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Teilungsfehler ausgeglichen werden. Die Fertigung der Teile ist erleichtert.
Im Betriebszustand erhalten die Kugeln stets die richtige Lage am Anfang der Schaltung.
Bei der dem Gleichlauf folgenden Verdrehung können sie unbehindert und praktisch
reibungsfrei abrollen.
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Hierdurch ist der Schaltvorgang geschmeidig.
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Die Erfindung kann bei den beiden vorhergehenden Ausführungen so
ergänzt sein, dass insbesondere die beiden beweglichen Druckstücke an ihrem Kegel
einen umlaufenden Wulst haben, oder die beiden beweglichen (linken) Bolzen mit einem
Absatz versehen sind, und Jeweils in zwei gegenüberliegende Aussparungen, insbesondere
Nuten, an der Stirnseite des ringförmigen ersten Synchronisierkonus eingreifen.
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In vorteilhafter Weise können dadurch auch Teilungsfehler der Nuten
im ersten Synchronisierkonus ausgeglichen werden. Beim Synchronisiervorgang wird
daher eine unnötige radiale Kraft desselben auf das Losrad vermieden, welche infolge
der Reibung dadurch die auf den zweiten Synchronisierring wirkende Schaltkraft verringert.
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Gestattet die Gesamtordnung eine geringe radiale Luft zwischen Losrad
und ersten Synchronisierkonus, so kann auch radialer Schlag der üblichen Teile der
Synchronisierring ausgeglichen bzw.
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dadurch eine solche radiale Kraft von dort her vermieden werden.
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Bei der Ausführung mit kardanischem Ausgleichring kann bei lliger
Lagerung des ersten Synchronisierlconus auf dem Losrad auch radialer Schlag der
erwähnten Teile und sogar eine Schräglage der Schaltgabel ausgeglichen werden.
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Abschliessend sei noch erwähnt, dass die erfindungsgemässe Ausführung
noch zur Erhöhung der Anpresskraft des zweiten Synchronisierringes ergänzt sein
kann. Z.B. durch eine Hebelübersetzung zwischen diesem und dem ringförmigen ersten
Synchronisierkonus und Abstützung am Losrad. Ebenso ist dies durch schräge Flächen
für die drehende Mitnahme zwischen dem Losrad und dem zweiten Synchronisierring
grundsätzlich möglich, wenn diese Schrägen noch das erforderl. Losreissen desselben
zulassen.
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Die-Erfindung ist anschliessend an Ausführungsbeispielen beschrieben.
Die Zeichen der Figuren, Teile und Schnitte schliessen an das Hauptpatent fortlaufend
an bzw. stimmen bei gleichen Teilen überein. Anordnung und Wirkungsweise ist ebenfalls
die gleiche wie im Hauptpatent, wenn sie hier nicht beschrieben ist. Es zeigt Fig.
25 die erfindungsgemässe Zahnkupplung des 1. Ganges eines Wechselgetriebes mit 4
Vorwärtsgängen im Längsschnitt; Fit. 26, 27, 28 und 29 Schnitte bzw. Abwicklungen
dazu; Fig. 30 eine ähnliche Zahnkupplung des 1. Ganges und eine andere des 2. Ganges;
Fig. 31, 32, 33, 34 und 35 Schnitte bzw. Abwicklungen dazu; Fig. 36 andere Zahnkupplungen
des 1. und des 2 Ganges; Fig. 37 und 38 Schnitte bzw. Abwicklungen dazu; Fig. 39
eine in der Wirkung gleiche, jedoch anders ausgebildete Zahnkupplung des 2. Ganges
und Fig. 40 einen Schnitt bzw. eine Abwicklung dazu' Fig. 41 eine andere Zahnkupplung
des 1. und 2. Ganges;
Fig. 42 bis 48 Schnitte bzw. Abwicklungen
auch in wahlweiser Ausführung dazu.
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Fig. 49 eine Zahnkupplung für den 1. Gang ähnlich Fig. 41, Jedoch
mit Toleranz-Ausgleich; Fig. 50 und 51 eine Abwicklung und einen Schnitt dazu; Fig.
52 und 53 eine einfache Zahnkupplung für den 1. Gang, deren Wirkungsweise wie in
Fig. 39 bzw. 40 ist; Fig. 54 und 55 eine in den Abmessungen ähnliche Zahnkupplg.
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für den 1. Gang, aber mit Toleranz-Ausgleich; Fig. 56 und 57 einen
weiteren Schnitt und eine Abwicklung dazu; Fig. 58 und 59 eine Variante der vorherigen
Ausführung.
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In den Figuren ists wie im Hauptpatent beschrieben, ersichtlich das
Losrad 6 des 1. Ganges, gegebenenfalls das Losrad 63 des zweiten Ganges sowie das
Losrad 8 des 3. Ganges, die auf einer Abtriebs-Welle 9 drehbar angeordnet sind.
Diese ist im Deckel 14 und am geschlitzten Ring 15 mittels des Kugellagers 16 drehbar
gelagert.
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Zwischen den Kupplungszahnkränzen der Losrader 6 bzw. 63 befindet
sich die als Muffenträger dienende Nabe 17, auf der die Schaltmuffe 18 drehfest,
aber in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist. Die Nabe 17 ist mit der Abtriebs-Welle
9 drehfest und mittels des ge -schlitzten Rings 19 mit dieser unverschiebbar verbunden.
Sie hat Schlitze, in denen sich mit einer flachen Nase versehene Gleitsteine 20
befinden, die innen in eine an den Seiten abgeschrägte Ring-Nut der Schaltmuffe
18 in der Mittelstellung derselben eingreifen, und die mittels weier unterbrochener
ringförmiger Federn 21 nach aussen gedrückt werden, sowie die in breitere radialen
Nuten der ersten Synchronisier- und Sperringe 22 eingreifen und eine begrenzte Verdrehung
derselben zulassen. Die Wirkungsweise der Synchronisierung mittels dieser oder ähnlicher
Teile ist bekannt.
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Diese Teile'insbesondere Gleitsteine 20 und Federn 21, können wie
bekannt bei gleicher Wirkung auch anders angeordnet bzw. ausgeführt werden oder
entfallen. Zur erfindungsgemässen Wirkungsweise gemäss Hauptpatent ist innerhalb
des innen kegeligen oder ausserhalb des kegeligen ersten Synchronisierringes 22
der ringförmige Synchronisierkonus 24oder86 zu diesem drehbar angeordnet, welcher
in der für den 1. Gang gezeigten Aus führungs form mit seinen Nasen 25 in Löcher
26 des Losrades 6 hineinragt. An dessen anderer Seite befindet sich der zweite Synchronisierring
27 bzw. 64, der bei Ausführung für den 1. Gang mit
seinen kleinen
Nasen 28 ebenfalls in diese Löcher 26 eingreift, wobei deshalb dieselbe Schwenkbarkeit
zwischen dem zweiten Synchronisierring 27 und dem Losrad 6 vorhanden ist wie zwischen
der Schaltmuffe 18 und dem ersten Synchronisierring 22, da beispielsweise dessen
radiale Nut 29 wie beschrieben breiter als der Gleitstein 20 ist.
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Der zweite Synchronisierring 27 hat kegelige Reibflächen oder trägt
als solche bei anderer Ausführung Lamellen. Er ist drehbar angeordnet im oder auf
dem zweiten Synchronisierkonus 30. Bei Ausführung für den 1. Gang ist letzterer
mittels des Stiftes 31 oder in Fig. 30 mit Verzahnung und mittels des vorgespannten
Innenringes des Kugellagers 16 fest mit der Abtriebs-Welle 9 verbunden. Wie in Fig.
26 ersichtlich ist, sind die Kupplungszähne der Schaitmuffe 18 und des ersten Synchronisierringes
22 wie üblich angespitzt, also als (erste Reihe) Keilflächen ausgebildet. Ähnlich
sind auch in Fig. 26 und in. Fig. 31 die Stirnfldchen der Nasen 25 und in. Fig.
26 der Nasen 28 als (zweite Reihe) Keilflächen ausgeführt Der zweIte Synchronisierkonus
kann wie im Hauptpatent Fig. 7 als Festrad 32 des RückwErtsganges ausgeführt sein
in sehr wirksamer Ausführung des zweiten Synchronisierkegels.
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In Fig. 25 bzw. 26 sind gegenüber Figo 2 es Hauptpatents) zusätzlich
am Losrad 6 und am erzZen Synchronisierkonus 24 Stirnflächen 125 ünd 126 mit dem
kleinen Abstand H. Dadurch kommen beim Schaltvorgang nach dem Hub H diese beiden
Teile im Ablauf der Verdrehung zur Anlage Der Schaltweg ist also nur etwas grösser
als bei üblicher Anordnung mit einem einzelnen Sy-nchronisierring. Trotzdem wirken
am Beginn dieser Verdrehung, also bei dem höheren Reibwert der Ruhe, zwei Reihen
Keilflächen. Deshalb entRallt beim Schaltern im Stand der dabei manchmal fühlbare
Widerstand. Hat die Verdrehung begonnen, so kommen die Stirnflächen 125 und 126
zur Anlage. Das Losrad 6 stützt sich dann wie üblichan der Fläche 127 gleitend ab.
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Die Wirkung der (zweiten Reihe) Keiflächen zwischen den Nasen 25 und
28 entfällt deshalb6 Die weitere Verdrehung - bei dem niedrigeren Reibwert der Bewegung
- erfolgt nun wie üblich allein mittels der (ersten Reihe) Keilflächen zwischen
ersten Synchronisierring 22 und Schaltmuffe 18. Sie ist beendet, wenn letztere axial
weiter bewegt werden kann. In bezug Toleranzen erhält der erste Synchronisierko
nus 24 am Losrad 6 eine genaue bestimmte Endstellung, die unabhängig vom zweiten
Synchronisierring 27 und -konus 3o sowie den Nasen 25 und 28 ist.
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Weiter sind in Fig. 25, 26 und 27 noch zusätzlich vorhanden am Losrad
6 in Sacklöchern die mit einem Bruchteil der Schaltkraft vorgespanntendrei Druckfedern
94, die drei Platten 128 und in einer Ringnut der geschlitzte Ring 129. Diese drücken
den ersten Synchronisierkonus 24 elastisch gegen den Ring 129.
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Hierbei ist zwischen den Nasen 25 und 28 Luft vorhanden. In bezug
Toleranzen erhält deshalb der erste Synchronisierkonus 24 eine genau bestimmte Anfangsstellung.
Befindet sich die Schaltmuffe 18 in neutraler oder in der Stellung für den anderen
Gang, so werden daher die üblichen Teile 20 und 22 der Synchronisierung nicht durch
die besonderen Teile 25, 28, 27 und 30 derselben beeinflusst. Umgekehrt ist hierbei
ebenralls keine Beeinflussung möglich. Deshalb kann der zweite Synchronisierring
27 mit Sicherheit in die Lage schwenken, die er vor Beginn des Schaltvorgangs haben
soll.
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Die Platten 128 sind so abgekröpft, dass sie Jeweils zwischen der
Druckfeder 94 und dem Bolzen 92 als zweiarmige Hebel wirken wenn dieser (9?) beim
Schaltvorgang auf den zweiten Synchronisierring 27 stUsst, Hierdurch wird dieselbe
Wirkung erzielt wie in Fig. 17 und 18(des Hauptpatents). Genau so, wie der erste
Synchronisierring 22 mittels der üblichen Gleitsteine 20 und der Federn 21 am Beginn
des Schaltvorgangs in die richtige Lage gebracht wird, erfolgt dies anschliessend
bei dem zweiten Synchronisierring 27 mittels der zuerst erwähnten Teile. Auch wird
verhindert, dass letzterer einmal zufl1ig in der Zone verbleibt, wo ihn bei dieser
verkürzten. Ausführung die Schaltkraft nicht andrücken kann.
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Wie aus dem Schnitt N - N in Fig. 28 und 29 ersichtlich ist, sind
die KeilRlachen der Nasen 25 bzw. 28 Kegelflächen 130 bzw. 131. Bei der Herstellung
können deshalb alle Anlageflächen einer Nase in einem Arbeitsgang, also ohne Gefahr
von Versatz bearbeitet werden.
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Ferner ist ersichtlich, dass die Anzahl der Nasen 25 und 28 Jeweils
drei ist. Hierdurch wird eine gleichmässige Anlage der betreffenden drei Flächen
derselben ermöglicht.
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Die linke Hälfte von Fig. 3o und 31 sowie Fig. 32 und 33 zeigt für
den 2. Gang in den Löchern 26 des betreffenden Losrales 63 anstelle der Nasen 25
und 28 längsbewegliche Stifte 132. Das Ende derselben mit schrägen Flächen 133 ragt
Jeweils in eine Tasche 134 des zweiten Synchronisierringes 64 hinein. Die Taschen
134 sind wesentlich breiter als die Stifte 132 und haben im
Grund
schräge Flächen 135. Der zweite S;;nc,1ron s-erkonus 3o ist der Bund 136 der Abtriebs-Welle
9. Die Stifte 132 sind wie später noch beschrieben gegen Verdrehung gesichert. Beim
Schaltvorgang übertragen sie als Druckmittel die Schaltkraft vom ersten Synchronisierkonus
86 auf den zweiten Synchronisierring 64. Die schrägen Flächen 133 bzw. 135 wirken
als zweite Reihe Keilflächen mit geringer Neigung bzw. kleinem zusätzlichen Hub.
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Die Wirkungsweise derselben ist ebenso bei den früheren Beispielen
zwischen den hier nicht vorhandenen Nasen 25 und 28 an deren Keilflächen. Entsprechend
dem Abstand zwischen den schmalen Nasen 28 und den grösseren Löchern 26 dort wird
hier durch die breiten Taschen 134, die grösser als die Stifte 132 sind, die dem
Gleichlauf folgende Verdrehung ermöglicht.
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Weiter haben in Figur 30 bis 34 die Stifte 132 am anderen Ende Je
eine abgesetzte Hälfte 137, die in eine Nut 138 des ersten Synchronisierkonus 86
eingreift. Deshalb kann sich weder dieser noch der Stift 132 verdrehen. Bei Montage
des ersten Synchronisierkonus 86 können durch die drei Nuten 138 die drei Nasen
139 des Losrades 63 bewegt werden. Ersterer (86) wird dann anschliessend nach Art
eines BaJonett-Verschlusses verdreht und durch Einführen der Stifte 152 gesichert.
Die Nasen 139 des Losrades 63 dienen als Anschlag der Druckfedern 94. Die Wirkungsweise
dieser Teile ist wie im vorigen Beispiel beschrieben.
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Des weiteren zeigt die rechte Hälfte der Fig. 31 sowie Fig0 35 für
den 1. Gang am ersten Synchronisierkonus 24 Nasen 25, deren Stirnflächen im Prinzip
wie in Fig. 14 sind, aber die hier eine konkaVe Wölbung 140 haben. Am zweiten Synchronisierring
27 sind in Achsen 141 drei Rollen 142 drehbar angebracht.
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Ferner sind Druckfedern 94 und ein geschlitzter Ring 129 wie in Fig.
25 vorhanden.
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Die Wölbung 140 ergibt am Anfang der dem Gleichlauf folgenden Verdrehung
das gewünschte höchste Drehmoment. Sie ergibt anschliessend für die weitere Erzeugung
eines (kleinen) Drehmoments den erwünschten geringeren axialen Weg der Schaltmuffe
18 als eine gleichmässige Steigung.
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Die kleinen Rollen 142 anstelle der kleinen Nasen 28 der früheren
Beispiele vermindern die Reibung während der Verdrehung.
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Wie in Fig. 30 im Schnitt ersichtlich ist, sind hier die Nasen 25
an der Stirnfläche auch in der anderen Ebene mit konkaver Wölbung, also stirnseitig
als Teil einer Kugelfläche 143 ausgebildet.
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Somit ist auch hier eine gemeinsame Bearbeitung aller Anlagen chen
einer Nase 25 möglich.
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In der rechten Hälfte von Fig. 36 und 37 sowie in Fig. 38 sind für
den 1. Gang am zweiten Synchronisierring 27 die Nasen 28 an der Stirnseite eben
und ohne Steigung, also ohne (die zweite Reihe)Keilflächen ausgeführt. Als Druckmittel
dienen grosse Rollen 142. Diese sind auf Zapfen 144 an Nasen 25 des ersten Synchronisierkonus
24 drehbar gelagert. Sie vermindern die Reibung.
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Infolge des Fehlens der (zweiten Reihe)Keilflächen entfällt ein zusätzlicher
Schaltweg der Schaltmuffe 18.
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Weiter sind in der linken Hälfte von Fig. 36 und 37 für den 2. Gang
ebenso die beiden Stirnflächen der Stifte 132 sowie die Taschen 134 des zweitenSynchlonisierring
64 eben, also ohne die zweite Reihe Keilflächen ausgeführt. Dadurch ist auch hier
der nominelle Schaltweg der Schaltmuffe wie bei einer üblichen Ausführung. Allerding
stützt sich während der dem Gleichlauf rolgenden Verdrehung der Stift 132 gleitend
auf dem zweiten Synchronisierring 64 ab. Hierbei gleitet Stahl auf Bronze. Deshalb
ist das Reibmoment trotzdem nicht höher als bei bekannten Ausführungen mit einem
zwar etwas kleineren Reib-Radius, weil dort wie Ublich am Losrad Stahl auf Stahl
gleitet.
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Fig. 39 und 40 zeigen eine ähnliche Ausführung. Anders als im vorherigen
Beispiel ist jedoch derzweiteSynchronisierkonus 30 ein besonderes Teil. Er hat Nasen
145, die in breitere Aussparungen 146 des Bundes 147 der Abtriebs-Welle 9 eingreifen.
Er liegt an dem Bund 147 an. Der zweite Synchronisierring 64 ist mittels anderer
Nasen 148 mit dem Losrad 63 ohne besonders Spiel drehfest verbunden.
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Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen die dem
Gleichlauf folgende Verdrehung durch eine begrenzte Schwenkbarkeit zwischen dem
Losrad 6 bzw. 63 und dem zweiten Synchronisierring27 bzw. 64 möglich war, wird dies
hier durch eine solche zwischen dem zweiten Synchronisierkonus 30 und der Abtriebs-Welle
9 ermöglicht. Ist ein Nadellager 149 vorhanden, so ist der Radius, auf dem der zweite
Synchronisierkonus 30 hierbei innen gleitet, kleiner als bei üblichen Ausführungen
am Losrad. Dadurch ergibt sich ein kleines Reibmoment. Durch die hier vorhandene
Paarung Bronze auf Stahl verringert es sich noch etwas.
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In Fig. 41 und 42 sind die in den Löchern 26 der Losräder 6 und 63
zwischen dem Jeweiligen ersten Synchronisierkonus 24, der drei Nasen 25 hat, und
dem zweiten Synchronisierring 27 oder 64, der drei Aussparungen 15o hat, je drei
längliche Druckstücke 151 beweglich angeordnet. Diese sind an der Stirnseite gerundet
bzw.
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kugelig. Sie können wie gezeigt als Drehkörper oder ähnlich als Prisma
oder Platte ausgeführt sein, wobei sie dann nur in Fig. 43 diese Form aufweisen.
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Wie in Fig. 43 weiter ersichtlich ist, gestattet die Form der Druckstücke
die dem Gleichlauf folgende Verdrehung des Losrades 6 bzw. 63 gegenüber dem zweiten
Synchronisierring 27 bzw 64 fast ohne Reibung. Also so leichtgangig wie mittels
der hier nicht vorhandenen Rollen 142.
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Fig. 44 und 45 zeigen Druckstücke 151 mit konzentrischen Radien.
R und r haben also einen gemeinsamen Mittelpunkt 152. Der Wirkung entspricht in
Fig. 36 bzw. 37 die Rolle 142, Fig. 46 und 47 zeigt bevorzugte Druckstücke, bei
denen die Mittelpunkte 153 und 154 der Radien R bzw. r axial überdeckend versetzt
sind. In der dargestellten Endlage sind daher Schaltkraft P und Gegenkraft P'um
den Abstand a versetzt. Deshalb entsteht ein Kippmoment in Richtung zur Mittellage.
Dieses unterstützt die dem Geichlauf folgende Verdrehung. Weil das Kippmoment mit
zwnehmender Verdrehung zur Mittellage abnimmt, entsprechen der Wirkung in Fig. 30
bzw.
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31 die Rollen 142 an der dort gewölbten Nase 25.
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In Fig. 45 und 47 sind die Aussparungen 15o im zweiten Synchronisierring
halb-kugelig. Dadurch sind hohe Schaltkräfte bzw.
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weiche Werkstoffe zulässig. Diese Halbkugel kann auch umgekehrt angeordnet
sein, also der konkave Teil in Druckstück 151 und ein kugeliger Zapfen oder Bolzen
am zweiten Synchronisierring 27.
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In Fig. 44 und 46 gestatten Planflächen im Grwnd der Aussparungen
150 eine genaue Fertigung des zweiten Synchronisierringes 27 bzw. 64. Das Druckstück
151 kann bei anderer Ausführung an der Stirnfläche plan sein, wobei Jedoch der Verlauf
des Kippmoments ungünstiger ist.
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Fig. 48 zeigt eine wahlweise Ausführung des zweiten Synchronisierringes
27, der zusätzlich Nasen 28 hat. Hierdurch wird das Druckstück 151 vom Reibmoment
des ersteren enthastet und kann wenn erforderlich kürzer ausgefhrt werden.
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Für den 2. Gang können abweichend vom Bild in Fig. 41 die Druckstücke
151 auch dünner sein. Diese sind hier am Hals 155 zur klaren Darstellung stärker
als erforderlich eingeschnürt gezeichnet. Kleinere Löcher 26 gestatten Fig. 44 und
45.
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Für den 1. Gang sind dickere Druckstücke 151 möglich, die bei LKW
grosse Übersetzungen des 1. Ganges ohne Selbsthemmung ermöglichen.
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Zusammengefasst hat die Ausführung mit Druckstücken 151 gemäss Fig.
41, 2, 43, 46 und gegef. 48 folgende Vorteile: Für die Einführung ; Auch bei kleinen
Losrädern 63 aus für bar. Nur geringer zusätzlicher Weg der Schaltmuffe 18 nötig.
(Wahlweise ohne zusätzlichen Hub möglich) Für die Wirkung: Schnelle und geschmeidige
Schaltung, weil die Druckstücke reibungsarm wirken und ausserdem die dem Gleichlauf
folgende Verdrehung des Losrades 6 oder 63 in der zweckmässigsten Weise unterstützen.
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Für die Fertigung: Trotz der Funktion wie mit Keilflächen 24 sind
die betreffenden Anschlüsse am ersten Synchronisierkonus und am zweiten Synchronisierring
27 oder 64 reine Planflächen, Das Druckstück 151 dazwischen ist ein reiner Drehkörper.
Dessen gemäss Fig.
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46 massgebende L"'ge 1 ist genau messbar, weil paralell zum Kegelmantel
desselben.
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Für den Kundendienst:Bei der gezeigten Ausführung z. B. können die
ersten Synchronisierringe 24 und die Druckstücke 151 für den 1.
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und 2. Gang gleich sein, (Ebenso sind die normalen Synchronteile aller
Gänge gleich).
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Zum Ausgleich von Toleranzen sind in den vorhergehenden Figuren noch
folgende Ausführungen enthalten: Fig. 41 zeigt wahlweise eine Keilflä.che mit Radius
KR an dem schmalen zweiten Synchronisierring 156. Dadurch werden ungleiche Langen
der Druckstücke 151 usw. ausgeglichen.
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Fig, 43 zeigt wahlweise ein Druckstück 157, das gleichmassig geschwächt
ausgeführt ist. Es ist deshalb bei Biegung elastisch.
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Damit können ungleiche Teilungen der Löcher 26 bzw. Aussparungen 15o
etwas ausgeglichen werden.
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In Fig. 49 sind nur zwei Druckstücke 151 vorhanden, Die beiden gegenUberliegenden
Ausspacungen 150 sind in dem Ausgleichring 158.
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Dieser hat quer dazu zwei Zapfen 159 , die in den zweiten Synchronisperring
27 eingreifen. Die Ringe 27 und 158 sind gegeneinander s¢hwenkbat: und radial erachiCtbeSr.
Hierdurch werden sowohl ungleiche Längen alv a Teilungsfehler \wd AussenmittO1ten
ausgeglichen.
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Wie ersichtlich haben die Druclcstücke 151 etwa in der Mitte ihres
Kegels einen Wulst 160 von ca. o,2 mm.
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In Fig. 50 sowie 51 ist dargestellt, welche äusseren Kräfte auf ein
Druckstück 151 während des Synchronisiervorganges wirken: Vom ersten Synchronisierkonus
24 tangentSS dessen halbe Reibkraft P1.
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Vom zweiten Synchronisierring 27 her dessen halbe Reibkraft 9 über
den Ausgleich' ring 158 tangential als Pz ; an der anderen Seitee Am Wulst 160 entgegengesetzt
tangential die halbe Massenkraft PL vom Losrad 6 Vom ersten Synchronisierkonus 24
axial die halbe Schaltkraft P und vom zweiten Synchronisierring 27 die Gegenkraft
P, versetzt um den Abstand a.
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Die Lage des Wulstes 160 ist so, dass bei dem theoret. Verhaltnis
dieser Kräfte Gleichgewicht besteht4 Bei Abweichung können beide Druckstücke 151
schwenken, bis eines mit seinem Kegel im Loch 26 des Losrades 6 anschlägt, wobei
der Ausgleichring 158 entlang der beiden Bolzen 159 radial beweglich ist.
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Hierdurch können also übliche Teilungsfehler der Nuten 161 im ersten
Synchronisierkonus 24 zu den Löchern 26 des Los rades 6 auch ausgeglichen werden.
Durch das fast gleichmässigeTragen beider Druckstücke 151 werden grössere radiale
Kräfte zwischen dem ersten Synchronisierkonus 24 und dem Losrad 6 vermieden, deren
Reibung die wirksame Schaltkraft für den zweiten Synchronisierring 27 unnötig verringern
würde.
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Dasselbe gilt für Ungenaulgkeiten der üblichen Teile 17, 18 und 22
der Synchronisierung,. wenn Luft zwischen dem ersten Synchronisierkonus 24 und dem
an dieser Stelle balligen'Losrad 6 ist.
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Fig. 52 entspricht grundsätzlich Fig. 39 und 4o. Der auf der Abtriebs-Welle
9 beschränkt drehbare zweite Synchronisierkonus konus Bronze hat hier eine Aussparung
146. In dieser greift mit Abstand die Nase 145 des Stiftes 31 ein, wie in Fig. 53
ersichtlich. Zur Sicherung desselben und zur Verspannung des Radsatzes dient die
Scheibe 162. Durch die Paarung Bronze/Stahl zwischen dem zweiten Synchronisierkonus
3o und, der Scheibe 162 bzw. dem Losrad 6 erfolgt die Verdrehung' die dem Gleichlauf
folgt, bzw. beim Einrücken der Schaltmuffe 13 in das Losrad 6geringfügig leichter
als bei Ublichen Ausführungen. Der nominelle Schaltweg ist wie bei letzteren',
Die
Ausführung gemäss Fig. 54 bis 57 ist räumlich ähnlich, Jedoch wesentlich verbessert.
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Die aus Blech gestanzte Lochscheibe 163 hat acht Löcher 164, ebenso
das Losrad 6. Diese sind zwei gegenüberliegende Sacklöcher 165 und sechs Löcher
166. Die Löcher 164 können rund oder für grössere Toleranzen quadratisch sein.
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Im gehärteten ersten Synchronisierkonus 24 sind zwei gegen-Uberliegende
Nuten 167 an der Stirnseite. Im gehärteten zweiten Synchronisierring 27 sind zwei
gegenüberliegende Löcher 168. Der zweite Synchronisierkonus 30 ist aus Bronze und
mit der Abtriebs-llelle 9 durch kleine Zähne drehfest verbunden.
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Als Druckmittel sind in 3eem zweiten Loch 166 und 164 hintereinander
ein harter Zylinder 169 und eine harte Kugel 170 vorhanden. Es sind handelsübliche,
billige Teile (für Wälzlager) mit äusserst genauer Länge bzw. Durchmesser. .(Die
Kugel 170 kann gegebenenfalls gleich der sein, die bereits für die Rastung der Gänge
vorhanden ist.) Zur Übertragung der Drehung dienen Je zwei gegenüberliegende linke
Bolzen 171 und um ca. 90° versetzt je zwei rechte Bolzen 17?. Alle vier sind gleich
infolge der Sacklöcher 165. Sie greifen mit grossem Spiel in die Löcher 164 der
Lochscheibe 163 ein, die deshalb die halbe Verdrehung ausführt, wobei die Kugeln
170 abrollen. Die dem Gleichlauf folgende Verdrehung erfolgt deshalb schr geschmeidig,
weil praktisch ohne Reibung an dieser Seite des Losrades 6.
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Infolge des erwähnten grossen Spiels der versetzten Bolzen 171 und
172 wirkt die Lochscheibe als sogen. Kreuzscheiben-Kupplung.
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Sie gleicht daher Teilungsfehler der Löcher 164, 166 und 168 sowie
Mittigkeitsabweichungen der benachbarten Teile 6, 27 und 30 aus.
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Der linke Bolzen 171 wirkt infolge seines ca. o,3 mm hohen Absatzes
in Verbindung mit der radial beweglichen Lochscheibe 163 wie in Fig. 49 bis 51 das
Druckstück 151 mit Wulst 160.
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Deshalb werden auch hier' wie bereits beschrieben, die Aussenmittigkeiten
und Teilungsfehler ausgeglichen. Die Betrachtung ist infolge Wegfalls des Kräftepaares
P.a etwas einfacher, weil a = o.
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Im weiteren Verlauf des Schaltvorganges wird das Einrücken der Schaltmuffe
18 in die Kupplungszähne des Losrades 6, bzw. dessen Verdrehung, durch die Paarung
Stahl/Bronze desselben zum feststehenden zweiten Synchronisierkonus 3o etwas erleichtert.
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Wie in Fig. 58 gezeigte können auch hier Druckstücke 151 gemäss Fig.
46 verwendet werden. Damit wird dann auch hier die dem Gleichlauf folgende Verdrehung
unterstützt0 Allerdings vergrössert sich dann der Schaltweg etwas gegenüber der
üblichen Ausführung.
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Gegenüber der vorherigen Ausführung mit Kugeln 170 ist hier der doppelte
Verdrehweg erforderlich. Die Lochscheibe 165 nimmt fast einseitig an dieser Verdrehung
teil. Wie in Fig. 59 gezeigt, hat diese (163) daher für die beiden linken Bolzen
171 zwei gegenüberliegende längere Aussparungen 175. Weil diese weiter innen angeordnet
sind, ist eine Verwechslung bei der Montage nicht möglich.
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Entsprechend der folgenden Aufgliederung in Patentansprüche können
die Ausführungen dieser Beispiele für sich allein verwendet oder anders miteinander
kombiniert werden. Ferner sind Kombinationen mit anderen AusfiErungen möglich, auch
für andere Gänge oder Getriebe.
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Hierzu 18 Patentansprüche und 6 Blatt Abbildungen.
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In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift 1 2o8
966 - Französische Patentschrift 77 313 Zusatz = US -Patentschrift 3 175 412 Österreichische
Patentschrift 259 523 - US -PatentschriSt 3 272 291 Ustertichische Patentschrift
267 334 = US -Patentschrift 3 366 208