DE2252552A1 - Zahnrad-wechselgetriebe - Google Patents

Zahnrad-wechselgetriebe

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DE2252552A1
DE2252552A1 DE19722252552 DE2252552A DE2252552A1 DE 2252552 A1 DE2252552 A1 DE 2252552A1 DE 19722252552 DE19722252552 DE 19722252552 DE 2252552 A DE2252552 A DE 2252552A DE 2252552 A1 DE2252552 A1 DE 2252552A1
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Franz Cesarz
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/20Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear
    • F16H3/36Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear with a single gear meshable with any of a set of coaxial gears of different diameters
    • F16H3/366Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear with a single gear meshable with any of a set of coaxial gears of different diameters the teeth of the set of coaxial gears being arranged on a generally flat, e.g. disc-type, surface

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Description

  • Aktenzeichen: Neuanmeldung Zahnrad-Wechselgetriebe Die Erfindung betrifft ein Zshnrad-Wechselgetriebe -mit einem an einer ersten Welle angeordneten Ritzel und einem an einer zweiten Welle angeordneten Rotationskörper mit mehreren Zahnkränzen unterschiedlicher Zahnzahl, von denen einer ständig mit dem Ritzel in Eingriff steht, wobei die Zahnkränze des Rotationskörper.
  • relativ zum Ritzel derart einstellbar sind, daß unter Auirechterhaltung eines form- und kraftschlüssigen Eingriffes zwischen Ritzel und Zahnkränzen des Rotationskörpers eine direkte, synchronisierungs- und kupplungsfreie, unter Last erfolgende Umschaltung auf eine andere Übersetzung möglich ist.
  • Bei einem bekannten Getriebe dieser Art, dem sogenannten CEii&-Vielstufen-Zahnradgetriebe, wie es beispielsweise in Stufenlos verstellbare mechanische Getriebe" von F. W. Simonis, 2. Auflage, 1959, Berlin/Göttingen/ Heidelberg, Seite 178 ff., beschrieben ist, ist ein Antriebsritzel auf einer mit konstanter Drehzahl angetriebenen Antriebswelle axial Xerschiebbar angeordnet. Um den halben Regelwinkel schräg zur Antriebswelle gestellt befindet sich ein Satz von konischen Stirnrädern, die in ihrer dichtfolgenden Aneinanderreihung den Eindruck eines verzahnten Kegelstumpfes erwecken. Jedes größere konische Stirnrad besitzt dabei zwei bzw.
  • vier Zähne mehr als das vorhergehende, wodurch die Voraussetzung für verschiedene Ubersetzungsverhältnisse gegeben ist. Die einzelnen konischen Stirnräder sind dabei so ausgebildet, daß sie keine vollständig geschlossenen Zahnkränze bilden, sondern daß innerhalb jedes Zahnrades die Zähne in arialer Richtung des Regels entlang ihres gesamten Umfangs um jeweils etwa eine halbe Zahnbreite gegeneinander versetzt sind. Die Antriebswelle liegt dabei parallel zur Mantellinie des Kegelstumpfes, 80 daß das Antriebsritzel durch axiale Verschiebung nacheinander mit jedem der konischen Stirnräder in Eingriff gebracht werden kann. Die Stirnräder sind dabei so ausgebildet, daß es möglich ist, das'kntriebsritzel während des Laufes, auch bei belastetem Getriebe, aus dem einen in das nächste konische Stirnrad zu verschieben, ohne daß die Kraftübertragung unterbrochen wird. Dies ist dadurch möglich, daß das Antriebsritzel beim Schalten gleichzeitig mit dem letzten Zahn der einen Stufe und dem ersten Zahn der nächsten Stufe in Eingriff steht.
  • Das vorstehend beschriebene bekannte Getriebe hat den Nachteil, daß auch im normalen Betriebszustand, d.h. zwischen den Schaltvorgangen, das Ritzel mit den konischen Stirnrädern nicht sauber kämmend in Eingriff stehen kann, da an der Übergangs stelle der einzelnen, "aufgeschnittenen" Zahnkränze stets Ungleichmäßigkeiten hinsichtlich des Flankeneingriffes entstehen. Es ist mit anderen Worten nicht möglich, eine tatsächlich konstante Lastübertraguag zwischen Ritzel und den einzelnen Zahnrädern sowohl im Nicht-Schaltungszustand als auch während des Umschaltens zu gewährleisten. -Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnradwechselgetriebe der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches beim Schalten einen vollkommen nahtlosen uebergang von einem Zahnkranz auf den anderen gestattet und bei-dem das Antriebs- oder Abtriebsritzel im Nicht-Schaltungszustand ohne jede ariale Relativbewegung der miteinander in Eingriff stehenden Zahne mit einem vollstandig geschlossenen Zahnkranz kämmt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens ein Segment des Rotationskörpers relativ zu dem Restsegment oder den Restsegmenten des Rotationskörpers derart gesteuert verschiebbar ist, daß im Verschiebungszustand wenigstens ein auf dem verschobenen Rotationskörpersegment liegendes Zahnkranzsegment bezüglich des Ritzeleingriffen wirkungsmäßig an einen ihm in der Normal stellung nicht zugeordneten Rest-Zahnkranz anschließt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Rotationskörper im Nicht-Verschiebungszustand der Rotationskörpersegmente eine rotationssymmetrische, geschlossene Gestalt hat; und daß im Verschiebungszustand wenigstens ein auf dem verschobenen Rotationskörpersegment liegendes Zahnkranzsegment an wenigstens einer radial verlaufenden Segmentkante an einen ihm in der Normalstellung nicht zugeordneten Rest-Zahnkranz anschließt. Bei dieser besonders einfachen und zweckmäßigen Busführungsform der Erfindung wird mit anderen Worten vorgeschlagen, den Umschaltvorgang derart zu bewerkstelligen, daß, während das Ritzel mit einem bestimmten Segment eines eine bestimmte Ubersetzung charakterisierenden Zahnkranzes kämmt, ein anderes Segment des Rotationskörpers, welches hinsichtlich der zur Rotationsachse des Rotationskörpers senkrecht liegenden Ebene einen anderen Winkelbereich einnimmt als das erstgenannte Segment, derart bezüglich des Ritzels und damit bezüglich des erstgenannten Segmentes verschoben wird, daß ein Segment eines anderen Zahnkranzes, vorzugsweise des die nächst größere oder nächst kleinere Übersetzung charakterisierenden, an dem Zahnkranzsegment, auf dem das Ritzel gerade abläuft, zur Anlage gebracht wird. Sobald das Ritzel nun die Nahtstelle zwischen den gleichmäßig ineinander übergehenden Zahkkranzsegmenten erreicht, läuft es auf den ihm zur Umschaltung zugeordneten Zahnkranz des verschobenen Segmentes auf. Während das Ritzel nun mit den Zahnen dieses Segmentes kämmt, wird das Segment wieder in seine Normalstellung gebracht, woraufhin das Ritzel dann auf dem "neuen", die neugewählte nbersetzung definierenden Zahnkranz abläuft. Es kann natürlich auch vorgesehen sein, daß nicht ein gesamtes Segment des Rotationskörpers, sondern nur die Znhnkranssegmente auf diesem Segment Jeweils verschoben werden.
  • Eine weitere busfuhrungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Rotationskörper mit in der Rotationsachse liegender Schnittebene izr zwei Ealbsegmente unterteilt ist. Dabei kann es vorgesehen sein, daß die Zahnräder des Rotationskörpers konzentrisch zur Rotationsachse desselben in einer Ebene angeordnet sind, wobei der Rotationskörper vorzugsweise eine Scheibe mit an einer Flanke mit Zähnen versehenen Ringnuten ist, in die das Ritzel mit parallel zur Rotationsachse der Scheibe liegender Achse eingreift. Wenn, wie erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen wird, die Anordnung dabei so getroffen ist, daß die Segmente in der Ebene der Zahnkränze verschiebbar sind und die Zahnkränze der einzelnen Ringnuten gleichen radialen Abstand haben, so kann die eine Hälfte der die Zahnkränze tragenden Scheibe, während das Ritzel auf einem bestimmten Zahnkranzsegment der anderen Scheibenhälfte abläuft, gegenüber dieser so verstellt werden, daß nunmehr jeweils der die nächst größere bzw. nächst kleinere Cbersetzung charakterisierende Zahnkranzabschnitt der einen Hälfte an den eine Jeweils kleinere oder größere Übersetzung charakterisierenden Zankranzabschnitt der anderen Scheibenhälfte anschließt. Hierdurch kann das Ritzel von dem Zahnkranzsegment der einen Scheibenhälfte zunächst auf das eine unterschiedliche Zahnzahl und einen anderen Durchmesser aufweisende Zahnkranzsegment der anderen Scheibenhälfte auflaufen. Wird die Verschiebung der beiden Scheibenhälften gegeneinander, die aus Gründen des Massenausgleichs vorzugsweise symmetrisch erfolgt, nunmehr nicht rückgängig gemacht, so kann das Ritzel nacheinander mehrere Vbersetzungsstufen durchlaufen, wobei dann schließlich durch eine ii richtigen Moment erfolgende gesteuerte Rückstellung der Scheibenhälften in ihre Normalstellung die Endübersetzung fixiert wird. Hierdurch ist ein stufenloser Übergang von einer sehr hohen auf eine sehr niedrige Ubersetzung, oder umgekehrt, möglich. Es empfiehlt sich, durch eine automatische Steuerung dafür Sorge zu tragen, daß die Verschiebung der Scheibe rückgängig gemacht wird, sobald das Ritzel beispielsweise den die größte oder die kleinste Übersetzung charakterisierenden Zahnkranz erreicht hat.
  • Gemäß der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Zahnkränze des Rotationskörpers zur Rotationsachse des Rotationskörpers konzentrisch in verschiedenen Ebenen angeordnet sind. Während bei dem vorstehend beschriebenen AusfShrungsbeispiel, bei dem der Rotationskörper aus einer Scheibe besteht, welche konzentrisch in-einer Ebene liegende Zahnkränze aufweist, lediglich eine Verschiebung der Scheibenhälften in dieser Ebene erforderlich ist, ist bei dem letztgenannten Ausführungsbeispiel, wenn kein unterteiltes Ritzel oder mehrere Ritzel Verwendung finden, eine Axialverschiebung der Rotationskörpersegmente bzw. Rotationskörperhälften notwendig, wobei dann naturgemäß kein Durchlaufen mehrerer Ubersetzungsstufen ohne Rückstellung der gegeneinander verschobenen Segmente möglich ist. Vielmehr ist es hierbei erforderlich, wie bei der allgemeinen Form des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Zahnrad-Wechselgetriebes, die Verschiebung nach dem über wechseln des Ritzels auf ein Zahnkranzsegment abweichender Übersetzung sofort wieder rückgängig zu machen, damit das Ritzel nach Ablaufen auf dem verschobenen Segment sogleich wieder auf dem geschlossenen, die neue Übersetzung charakterisierenden Zahnkranz ablaufen kann.
  • Es kann aber auch, wie erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen wird, bei einer derartigen Ausführungsform, bei dem die Zahnkränze des Rotationskörpers konzentrisch in verschiedenen Ebenen angeordnet sind, vorgesehen sein, daß das Ritzel in eine Anzahl von konzentrischen, entlang seiner Rotationsachse in verschiedenen Ebenen angeordnete Teilritzel unterteilt ist, die jeweils einem der Zahnkränze des Rotationskörpers zugeordnet sind. Dies hat den besonderen Vorteil, daß die einzelnen Teilritzel ebenso wie die ihnen zugeordneten Zahnkränze lediglich paarweise jeweils aufeinander abgestimmt sein können, während keine Abstimmung eines einzigen Ritzels auf eine Vielzahl von Zahnkränzen erforderlich ist.
  • Es ist naturgemäß auch möglich, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere, an mehreren gekuppelten ersten Wellen angeordnete Ritzel, denen jeweils ein Rotationskörpersegment zugeordnet ist, vorzusehen.
  • Hierbei bilden die einzelnen Rotationskörpersegmente also keinen körperlich geschlossenen Rotationskörper, sondern sind jeweils einzeln einem bestimmten Ritzel zugeordnet. Dadurch, daß die Ritzel, ebenso wie die Rotationskörpersegmente, beispielsweise durch jeweils gemeinsame Getriebe, miteinander gekuppelt sind, ist dennoch im Nicht-Schaltungszustand ein über den gesamten Rotationsbereich von 3600 geschlossener Eingriff zwischen Ritzel und einem Zahnkranz des Rotationskörpers möglich, wobei beispielsweise, wenn zwei jeweils halbkreisförmige Rotationskörpersegmente mit einem jeweils einem von ihnen zugeordneten Ritzel verwendet werden, jedes der Ritzel über einen Winkelbereich von 1800 mit einem der Rotationskörpersegmentenkn Eingriff stehen könnte.
  • Gegenüber den bekannten Zahnrad-Wechselgetrieben hat das erfindungsgemäß vorgeschlagene Getriebe den Vorteil, daß lediglich eine geringe Anzahl von Zahnkränzen oder Zahnrädern erforderlich ist, wobei stets nur zwei Zahnräder miteinander in Eingriff stehen, während bei den bekannten Getrieben, die, wie bei der bevorzugten Anwendungsform des erfindungsgemäßen Getriebes, bei Eraftfahrzeugen Verwendung finden, pro Gang stets ein Zahnpaar im ständigen Eingriff steht. Das erfindungsgemäße Getriebe arbeitet daher sehr unkompliziert und leise, wobei keine Zugkraftunterbrechung beim Schalten stattfindet.
  • Außerdem ist das erfindungsgemäße Zahnrad-Wechselgetriebe schneller schaltbar als die bekannten Getriebe. Der Antrieb wird entlastet, da sich insbesondere in Verbindung mit einem hydraulischen Drehmomentwandler ein völlig stoßfreier Gangwechsel oder Übersetzungswechsel ergibt. Da kein Auskuppeln ererforderlich ist, wird auch der sonst übliche Eupplungsstoß vermieden. Außerdem können mit geringstmöglichem Raum- und Kostenaufwand sehr viele Übersetzungsverhältnisse in einem Getriebe vorgesehen werden, da jede zusätzliche Übersetzung lediglich einen zusätzlichen Zahnkranz des Rotationskörpers erfordert.
  • Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Getriebes liegen darin, daß es sehr leicht automatisiert werden kann und in axialer Richtung verhältnismäßig kurz ist. Vergleicht man die bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Getriebes notwendige Bearbeitungsgenauigkeit mit der bei Synchronisierungseinrichtungen einzuhaltenden, so ergeben sich beim erfindungsgemäßen Getriebe erheblich geringere Anforderungen. Die Herstellungskosten sind infolge des einfachen Aufbaus, verglichen beispielsweise mit den üblichen automatisierten Getrieben, welche kostspielige Planetensätze, Bremsen und Kupplungen aufweisen, verhältnismäßig gering. Außerdem treten nur geringe Wirkungsgradverluste auf, da stets nur ein Zahnrad im Eingriff steht. Im Vergleich zu den bekannten Getrieben ermöglicht das erfindungsgemäße Getriebe eine bessere Beschleunigung, da keine Zugkraftunterbrechung beim tbersetzungswechsel auftritt, wie bereits erwähnt, und das Getriebe schneller schaltbar ist als die bekannten Wechselgetriebe.
  • Gegenüber dem CEHA-Getriebe besteht noch ein beträchtlicher Vorteil darin, daß bei dem bekannten Getriebe wegen des zwischen dem Ritzel und den Stirnrädern bestehenden Anpreßdruckes beim Schalten ein erheblicher Reibungswiderstand überwunden werden muß, während beim erfindungsgemäß vorgesehenen Getriebe das Verschieben der Rotationskörpersegaente ohne Belastung erfolgt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Zahnrad-Wechselgetriebes anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert sind.
  • Dabei zeigt bzw. zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnrad-Wechselgetriebes im schematischen Schnitt durch die Rotationsachse des Rotationskörpers; Fig. 2 bis 8 einen mit einem Zahnrad-Wechselgetriebe der in Fig. 1 gezeigten Art ausgefuhrten Umschaltvorgang; Fig. 9 im Schnitt durch die Rotationsachse des Rotationskörpers ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnrad-Wechselgetriebes; und Fig. 10 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnrad-Wechselgetriebes.
  • Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zahnrad-Wechselgetriebes ist auf einer Antriebswelle 10 ein Ritzel 12 angeordnet. Das Ritzel 12 taucht, wie aus Fig. 1 in Verbindung mit den Fig. 2 bis 8 hervorgeht, in eine Ringnut 14 einer im ganzen mit 16 bezeichneten Kreisscheibe ein. Die Kreisscheibe 16, welche konzentr^isch auf einer Abtriebswelle 18 sitzt, weist neben der Ringnut 14 eine weitere Ringnut 20 auf. An der Innenflanke der Ringnuten 14, 20 sind Zahnkränze ausgebildet, wobei in der in Fig. 1 gezeigten Stellung das Ritzel 12 mit dem durch die Innenflanke der Ringnut 14 gebildeten Zahnkranz bei 22 kämmt. Die Scheibe ist in einer durch die Rotationsachse verlaufenden Ebene, wie bei 24 gezeigt, geteilt.
  • Die Teilung der Ringscheibe läßt sich am besten anhand der Fig. 2'bis 8 erkennen, wobei auch die Wirkungsweise des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Zahnrad -Wechselgetriebes deutlich wird. Dabei kämmt das Ritzel 12 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung mit einem bestimmten Zahnkranz 26, der, aufgrund seiner Zahnzahl, im Zusammenwirken mit dem Ritzel eine ganz bestimmte Ubersetzung charakterisiert.
  • Während das Ritzel sich nunmehr entlang der einen Hälfte des Gesamt-Zahnkranzes bewegt, wie in Fig. 3 gezeigt, werden die beiden Scheibenhälften in Richtung der in Fig. 3 gezeigten Pfeile A, B gegeneinander verschoben, bis sich die in Fig. 4 gezeigte Stellung ergibt. In der in Fig. 4 gezeigten Stellung stößt der Segmentabschnitt des Zahnkranzes 26, auf dem das Ritzel 12 abläuft, nahtlos an einen der anderen Scheibenhälfte zugeordneten Segmentabschnitt eines Zahnkranzes 28 mit anderer Übersetzung an, so daß das Ritzel in der in Fig. 5 gezeigten Weise auf das Segment des Zahnkranzes 28, der eine andere Vbersetzung als der Zahnkranz 26 repräsentiert, überläuft. Wird die Verschiebung der Scheibenhälften nicht rückgängig gemacht, so kann das Ritzel 12, wie sich aus Fig. 5 ergibt, nacheinander fließend mehrere Ubersetzungsstufen wechseln. Soll dagegen lediglich auf die nächste Übersetzungsstufe geschaltet werden, so werden die Scheibenhälften in der in Fig. 6 gezeigten Art in Richtung der dort eingezeichneten Pfeile 0, D über die in Fig. 7 gezeigte Stellung hinaus in die in Fig. 8 gezeigte Stellung bewegt, in der der Zahnkranz 28 wieder voll geschlossen ist. Das Ritzel 12 läuft in der in Fig.
  • 8 gezeigten Stellung, verglichen mit der in Fig. 1 gezeigten Stellung, nunmehr auf einem eine andere Übersetzung charakterisierenden Zahnkranz ab. Die einzelnen Zahnkränze, welche jeweils unterschiedlichen Übersetzungsstufen entsprechen, sind hinsichtlich ihrer Zahnzahl und hinsichtlich ihres Moduls auf die Trennlinien der Segmente optimiert, so daß sich beim Übergang keinerlei Stoß-Beanspruchung, lediglich eine leichte Änderung der Flankenberührungslinie ergibt.
  • Fig. 9 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem auf -einer Abtriebswelle 18 wiederum eine im ganzen mit 16 bezeichnete Kreisscheibe angeordnet ist, welche eine Reihe von Zahnkränzen 32 34, 36 aufweist. Ein auf einer Antriebswelle 10 angeordnetes Ritzel 12 ist in mehrere , mit der Anzahl der Zahnkränze 32, 34, 36 in ihrer Anzahl über einstimmende Teilritzel 38, 40, 42 unterteilt, wobei das mittlere Teilritzel 40 mit dem Zahnkranz in Eingriff steht. Zum Umschalten werden bei diesem Ausführungsbeispiel, in ähnlicher Weise, wie bei dem weiter oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, die beiden halbkreisförmigen Segmente der Kreisscheibe 16 derart gegeneinander verschoben, daß das Ritzel 12 mit dem entsprechenden Teilritzel 38, 40, 42 mit einem anderen der Zahnkränze 32, 34, 36 in Eingriff kommt. Diese Ausfuhrungsform hat den Vorteil, daß jeweils eines der Teilritzel 38, 40, 42 einem der Zahnkränze 32, 34, 36, zugeordnet ist,wodurch es möglich ist, für die einzelnen, paarweise einander zugeordneten Teilritzel und Zahnkränze unterschiedliche Zahnungen zu verwenden. Dabei kann jedes der Teilritzel 38, 40, 42 auf den ihm zugeordneten Zahnkranz 32, 34, 36 optimiert werden.
  • Es ist noch zu beachten, daß allgemein, bei dem in Fig.
  • 9 gezeigten Ausführungsbeispiel ebenso wie bei dem in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel, die Zahnkranzsegmente des Rotationskörpers derart ausgebildet sein können, daß sie aus ihrer Ebene herausgehoben oder versenkt werden können. Hierdurch ist es möglich, bei vorgegebenem oder bestimmtem Ritzeldurchmesser eine größere Anzahl von Zahnkränzen auf einem Rotationskörper bzw. auf einer Kreisscheibe 16 anzuordnen, wodurch, bei geringem Platzbedarf, eine Vielzahl von Ubersetzungsverhältnissen eingestellt werden kann.
  • Besonders empfiehlt sich dies dann, wenn es sich um Zahnkränze handelt, die, wie bei dem in den Fig.
  • 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel, innerhalb einer Ebene angeordnet sind.
  • Die Zahnkränze können sowohl bei dem in den Fig. 1 bis 8 gezeigten als auch bei dem in Fig. 9 gezeigten ausführungsbeispiel naturgemäß in jeder dem Fachmann geläufigen Weise am Rotationskörper angeordnet werden, also beispielsweise durch die Anordnung an den Flanken von Ringnuten, durch aufgeschraubte Stege, die an ihren Seitenflanken Zahnungen aufweisen 0. dgl..
  • Um, insbesondere bei verhältnismäßig geringem Durchmesser der Zahnkränze des Rotationskörpers, zu verhindern, daß beim Ubergang des Ritzels von einem Zahnkranzsegment auf das andere infolge des unterschiedlichen Erümmungsradius der beiden aneinanderangrenzenden Segmente unerwünschte Beanspruchungen der Zahnungen des Ritzels und/oder der Zahnkranz segmente auftreten, kann es auch vorgesehen sein, daß die Segmente auch senkrecht zu ihrer zum Schalten dienenden Haupt-Verschiebungsrichtung gegeneinander geringfügig verschoben werden können, um so einen gewissen Spalt zwischen den Zahnkranzsegmenten zu schaffen, welcher zur Vergleichmäßigung des Übergangs des Ritzels von einem Zahnkranzsegment auf das andere dient.
  • In Fig. 10 ist in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem zwei haltradförmige Rotationskörpersegmente 44, 46 vorgesehen sind, die über ein schematisch bei 48 gezeigtes Getriebe miteinander gekoppelt sind.
  • Dem Rotationskörpersegment 44 ist ein Ritzel 50 zugeordnet, welches über ein Getriebe 52 mit einem zweiten Ritzel 54 gekoppelt ist, welches dem Rotationskörpersegment 46 zugeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung bilden die Rotationskörpersegmente also keinen geschlossenen Rotationskörper, vielmehr wird der im Nicht-Schaltungszustand über 3600 geschlossene Eingriff des Ritzels mit einem bestimmten Zahnkranzsegment dadurch gewährleistet, daß jeweils über einen Winkelbereich von 1800 eines der Ritzel 50, 5b mit dem entsprechenden Zahnkranzsegment eines der Rotationskörpersegmente 44, 46 in Eingriff steht. Das Umschalten erfolgt in analoger Weise wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen. In Fig. 10 ist der Fall dargestellt, in dem das Ritzel 50 soeben mit dem Rotationskörpersegment 44 in Eingriff kommt, während das Ritzel 54 mit dem Rotationskörpersegment 46 außer Eingriff kommt. Die Koppelung der Rotationskörpersegmente 44, 46 bzw. der Ritzel 50, 54 erfolgt hier in einer programmierten, gesteuerten und gekoppelten Folge, wobei jedes der Ritzel 50, 54 über einen Winkelbereich von 1800 jeweils nicht mit dem ihm zugeordneten Zahnkranzsegment kämmt, wobei das jeweils andere Ritzel mit dem ihm zugeordneten Zahnkranzsegment in Eingriff steht, und umgekehrt.
  • Natürlich ist es möglich, statt des in Fig. 10 gezeigten Falles, bei dem zwei miteinander gekoppelte Rotationskörpersegmente 44, 46 vorgesehen sind, auch eine größere Anzahl körperlich voneinander unabhängiger Rotationskörpersegmente vorzusehen, in die nacheinander mehrere, miteinander nach bestimmten Gesetzen verbundene oder gekoppelte Ritzel eingreifen.
  • Dabei können sowohl die Ritzel als auch die Zahnkranzsegmente unterschiedlichen Durchmesser haben, solange nur die Übersetzungsverhältnisse für die jeweiligen Rotationskörpersegment-Ritzel-Paare übereinstimmen.
  • Der geschlossene Eingriff zwischen Ritzel und Rotationskörper, der erfindungsgemäß stets vorhanden sein muß, ist bei derartigen Ausführungsformen dadurch gewährleistet, daß ständig eines der Ritzel mit einem Zahnkranzsegment in Eingriff steht.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den nachfolgenden Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (16)

  1. Ansprüche
    Zahnrad-Wechselgetriebe mit einem an einer ersten elle angeordneten Ritzel und einem an einer zweiten Welle angeordneten Rotationskörper mit mehreren Zahnkränzen unterschiedlicher Zahnzahl, von denen einer ständig mit dem Ritzel in Eingriff steht, wobei die Zahnkränze des Rotationskörpers relativ zum Ritzel derart einstellbar sind, daß unter Aufrechterhaltung eines form- und kraftschlüssigen Eingriffes zwischen Ritzel und Zahnkränzen des Rotationskörpers eine direkte, synchronisierungs- und kupplungsfreie, unter Last erfolgende Umschaltung auf eine andere Ubersetzung möglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Segment des Rotationskörpers (16) relativ zu dem Restsegment oder den Restsegmenten des Rotationskörpers derart gesteuert verschiebbar ist, daß im Verschiebungszustand wenigstens ein auf dem verschobenen Rotationskörpersegment liegendes Zahnkranzsegment (26, 28) bezüglich des Ritzeleingriffes wirkungsmäßig an einen ihm in der Normalstellung nicht zugeordneten Rest-Zahnkraaz anschließt.
  2. 2. Zahnrad-Wechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (16) im Nicht-Verschiebungszustand der Rotationskörpersegmente eine rotationssymmetrische, geschlossene Gestalt hat; und daß im Verschiebungszustand wenigstens ein auf dem verschobenen Rotationskörpersegment liegendes Zahnkranz segment (26, 28) an wenigstens einer radial verlaufenden Segmentkante (24) an einen ihm in der Normalstellung nicht zugeordneten Rest-Zahnkranz anschließt.
  3. 3. Sshnrad-Wechselsetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (16) mit in der Rotationsachse liegender Schnittebene in zwei Halbsegmente unterteilt ist.
  4. 4. Zahnrad-Wechselgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkränze (26, 28) des Rotationskörpers (16) konzentrisch zur Rotationsachse desselben in einer Ebene angeordnet sind.
  5. 5. Zalmrad-Wechselgetriebe nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper eine Scheibe (16) mit an einer Flanke (22) mit Zähnen versehenen Ringnuten (14, 20) ist, in die das Ritzel (12) mit parallel zur Rotationsachse (18) der Scheibe liegender Achse (10) eingreift.
  6. 6. Zahnrad-Wechselgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente in der Ebene der Zahnkränze verschiebbar sind.
  7. 7. Znhnrad-Wechselgetriebe nach Anspruch 3 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Zahnkränze (26, 28) der einzelnen Ringnuten (14, 16) tlezchen radialen Abstand haben.
  8. 8. Zahnrad-Wechselgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente symmetrisch zur Rotationsachse (18) des Rotationskörpers (16) verschiebbar sind.
  9. 9. Zahnrad-Wechselgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkränze des Rotationskörpers konzentrisch in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.
  10. 10. Zahnrad-Wechselgetriebe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse des Ritzels (12) parallel zur Rotationsachse des Rotationskörpers liegt.
  11. 11. Zahnrad-Wechselgetriebe nach Anspruch 9 oder nach Anspruch 9 und Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (12) in eine Anzahl von konzentrischen, entlang seiner Rotationsachse in verschiedenen Ebenen angeordnete Teilritzel (38, 40, 42) unterteilt ist, die jeweils einem der Zahnkränze (32, 34, 36) des Rotationskörpers zugeordnet sind.
  12. 12. Zahnrad-Wechselgetriebe nach Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 3 bis 7 oder 9 bis 11 und Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere, an mehreren gekuppelten ersten Wellen angeordnete Ritzel (50, 54) denen Jeweils ein Rotationskörpersegment (44, 46) zugeordnet ist, wobei die Rotationskörpersegmente miteinander gekuppelt sind.
  13. 13. Zahnrad-Wechselgetriebe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß bei in einer Ebene angeordneten Zahnkranzen diese, vorzugsweise segmentweise, aus ihrer Ebene heraushebbar bzw. hinsichtlich dieser Ebene versenkbar sind.
  14. 14. Zahnrad-Wechselgetriebe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper segmente zur Veränderung des Abstandes der beim Schaltübergang aneinanderanschließenden Zahnkranzsegmente senkrecht zu ihrer die Zahnkranzsegmente beim Schalten einander zuordnenden Haupt-Verschiebungsrichtung verschiebbar sind.
  15. 15. Zahnrad-Wechselgetriebe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkränze des Rotationskörpers (16) gezüglich der Segment-Trennlinien oder -Trennlinien optimiert sind, insbesondere hinsichtlich Modul, Zahnanzahl und Zahngestaltung.
  16. 16. Znhnrad-Wechselgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlinie (24) zwischen den Zahnkranzsegmenten in einer Zahnlücke liegt. Leerseite
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DE102022124839B3 (de) 2022-09-27 2023-10-05 Audi Aktiengesellschaft Kronenradgetriebe
DE102023108554B3 (de) 2023-04-04 2024-05-08 Audi Aktiengesellschaft Kronenradgetriebe

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