DE3510493C2 - Kraftumschaltmechanismus für Industriefahrzeuge - Google Patents
Kraftumschaltmechanismus für IndustriefahrzeugeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kraftumschaltmechanismus für Industriefahrzeuge, nach dessen kennzeichnenden Merkmalen eine Schaltmuffe zweigeteilt ist, nämlich in ein Element der äußeren Umfangsseite, dessen Keil- bzw. Kerbverzahnungen mit jenen eines Getrieberads für hohe Geschwindigkeit und eines Getrieberads für niedrige Geschwindigkeit frei kämmbar sind, und in ein Element der inneren Umfangsseite, dessen Keil- bzw. Kerbverzahnung mit jener einer ersten und zweiten Antriebswelle frei kämmbar ist, wobei eine im dauernden Eingriff mit der ersten Antriebswelle befindliche Zwischenverzahnung an der inneren Peripherie des Elements der äußeren Umfangsseite ausgebildet ist, welch letzteres mit Spielpassung auf dem Element der inneren Umfangsseite befestigt ist, und wobei beide Elemente über eine Dämpfungseinrichtung derart miteinander verbunden sind, daß sie in axialer Richtung relativ zueinander bewegbar sind.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kraftumschaltmechanismus
für Industriefahrzeuge, der freies Umschalten zwischen Zweiradantrieb und Vierradantrieb erlaubt.
F i g. 1 zeigt einen herkömmlichen Kraftumschaltmechanismus, bei welchem eine erste Antriebswelle 1 für
den Antrieb eines Hinterrades und eine zweite Antriebsv/elle 2 für den Antrieb eines Vorderrades auf derselben
Achsmitte fluchtend angeordnet und jeweils mit Außenverzahnungen 3, 4 versehen sind. Hin Getrieberad
5 für hohe Geschwindigkeit und ein Getrieberad 6 für niedrige Geschwindigkeit sind über Lager 7, 7a auf
die erste und zweite Antriebswelle aufgepaßt und jeweils mit Innenverzahnungen 8, 9 versehen. Eine ringförmige
Kraftumschaltmuffe 10 (Keilgelenkstück) weist eine Innenverzahnung 11 und ein Paar Außenverzahnungen
13,14 auf und ist gleichzeitig mit einer Ringnu' 16 für das Ineinandergreifen mit einer Schaltgabel ausgebildet
und in axialer Richtung frei verschieblich auf die erste Antriebswelle 1 aufgekeilt.
Bei Vierradantrieb wird die Muffe 10 nach vorne verschoben, so daß das Getrieberad 6 für niedrige Geschwindigkeit
über die Muffe 10 mit der ersten und zweiten Welle 1, 2 verbunden wird. Das heißt eine von
einem Motor über ein Getriebe auf das Getrieberad 6 für niedrige Geschwindigkeit übertragene Kraft wird
über die Keilverzahnungen 9,14 auf die Muffe 10 über die Keilverzahnungen 11, 3 von der Muffe 10 auf die
erste Antriebswelle 1 und über die Keilverzahnungen 11,4 auf die zweite Antriebswelle 2 übertragen.
Bei Zweiradantrieb wird die Muffe 10 nach rückwärts verschoben, so daß das Getrieberad 5 für hohe Geschwindigkeit
über die Muffe 10 mit der ersten Antriebswelle 1 verbunden wird. Das heißt eine von dem
Motor über das Getriebe auf das Getrieberad 5 für hohe Geschwindigkeit übertragene Kraft wird über die Keilverzahnungen
8, 13 auf die Muffe 10 und zum Antrieb des Hinterrads über die Keilverzahnungen 11,3 von der
Muffe 10 auf die erste Antriebswelle 1 übertragen.
Wenn jedoch die ringförmige Kraftumschaltmuffe 10 ein Element des Kraftumschaltmechanismus bildet, so
entstehen zum Zeitpunkt des Umschaltens folgende Nachteile. Im Allgemeinen wird die Motorkraft vor der
Kraftumschaltung durch eine Kupplung etc. abgeschnitten,
und die Umschaltung als solche erfolgt bei stehendem Fahrzeug. Bei Umschalten von dem Zweiradantrieb
auf den Vierradantrieb sind jedoch die Bedingungen für den Eingriff der Zahnräder festgelegt, weil nämlich
die Antriebswelle 1 mit dem Hinterrad und die Antriebswelle 2 mit dem Vorderrad verbunden ist, so daß
die Keilverzahnung 11 der Muffe 10 nicht mit der Keil-
verzahnung 4 der Antriebswelle 2 kämmen würde, was das Umschalten von dem Zweiradantrieb auf den Vierradantrieb
unmöglich macht
Bei normalem Betrieb mit Vierradantrieb entsteht aufgrund von Schlupf der Räder eine Torsion zwischen
den Antriebswellen 1,2, und es werden große Kontaktkräfte zwischen der Keilverzahnung 3 der Antriebswelle
1 und der Keilverzahnung 11 der Muffe 10 und zwischen
der Keilverzahnung 4 der Antriebswelle 2 und der Keilverzahnung 12 der Muffe 10 erzeugt, so daß sich die
Muffe 10 nicht verschieben läßt, was die Umschaltung von dem Vierradantrieb auf den Zweiradantrieb unmöglich
machen würde. Aus diesem Grunde wird eine Umschaltung von einer hohen in eine niedrige Geschwindigkeit
und umgekehrt unmöglich.
Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftumschaltmechanismus der vorgenannten Art
derart weiterzubilden, daß ein Umschalten zwischen Vierradantrieb und Zweiradantrieb und zwischen hoher
Geschwindigkeit und niedriger Geschwindigkeit durch nur einmalige Schaltmuffenbetätigung auf einfache und
zuverlässige Weise selbst dann möglich ist, wenn die Vorderrad- und Hinterradantriebswellen aufgrund einer
Phasenabweichung hinsichtlich ihrer Verzahnungen nicht fluchten oder ein Torsion zwischen diesen Wellen
entsteht.
Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch
dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Dazu ist nach den kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung eine Muffe zweigeteilt, nämlich in ein Element
der äußeren Umfangsseite, dessen Verzahnung bzw. Kerbverzahnung mit jener eines Getrieberads für
hohe Geschwindigkeit und eines Getrieberads für niedrige Geschwindigkeit frei kämmbar ist, und in ein EIement
der inneren Umfangsseite, dessen Verzahnung bzw. Kerbverzahnung mit jener der Antriebswellen frei
kämmbar ist. An der inneren Peripherie des Elements der äußeren Umfangsseite ist eine Zwischenverzahnung
ausgebildet, die sich in dauerndem Eingriff mit der ersten Antriebswelle befindet Das Element der äußeren
Umfangsseite ist über eine Spielpassung an der äußeren Peripherie des Elements der inneren Umfangsseite angeordnet
bzw. gehalten, und die Elemente der jeweils äußeren und inneren Umfangsseite sind über eine
Dämpfungseinrichtung derart miteinander verbunden, daß sie in axialer Richtung relativ zueinander bewegbar
sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den
Zeichnungen. Es zeigt
F i g. 1 eine vertikale Schnittansicht eines herkömmlieh
ausgebildeten Kraftumschaltmechanismus;
F i g. 2 eine vertikale Schnittansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftumschaltmechanismus in einer
ersten bevorzugten Ausführungsform;
F i g. 3 eine vertikale Schnittansicht des erfindungsgemäßen Kraftumschaltmechanismus in einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform;
Fig.4 eine Schnittansicht nach der Linie IV-IV von
F i g. 3.
Die obere Hälfte von F i g. 2 zeigt den Zustand bei Vierradantrieb, während die untere Hälfte den Neutralzustand
zeigt. Dabei sind Teile, die identisch sind mit jenen von F i g. 1 mit identischen Bezugsziffern gekennzeichnet
In F i g. 2 sind eine erste und zweite Antriebswelle 1, 2 durch ein Richtlagermetall 19 auf derselben
Achsmitte fluchtend angeordnet, wobei die erste Antriebswelle 1 zum Beispiel mit den Hinterrädern und die
zweite Antriebswelle 2 mit den Vorderrädern verbunden ist Ein Getrieberad 5 für hohe Geschwindigkeit ist
über ein Lager 7 frei drehbar an der ersten Antriebswelle 1 befestigt, und ein Getrieberad 6 für niedrige Geschwindigkeit
ist über ein Lager 7a frei drehbar an der zweiten Antriebswelle 2 befestigt Beide Getrieberäder
5,6 kämmen mit entsprechenden Zahnrädern eines Getriebes (nicht abgebildet), wodurch Motorkraft über eine
Kupplung etc. übertragen wird. Die Drehgeschwindigkeit
des Getrieberads 5 für hohe Geschwindigkeit ist höher als jene des Getrieberads 6 für niedrige Geschwindigkeit
Äußere Keil- bzw. Kerbverzahnungen 3, 4 sind jeweils
an der ersten und zweiten Antriebswelle 1,2 und innere Keil- bzw. Kerbverzahnungen 8,9 jeweils an den
Naben der beiden Getrieberäder 5, 6 ausgebildet Die Keilverzahnung 8 des Getrieberads 5 für hohe Geschwindigkeit
ist der Keilverzahnung 3 der ersten Antriebswelle 1 zugewandt, wobei dazwischen ein Freiraum
vorhanden ist Die Keilverzahnung 9 des Getrieberads 6 für niedrige Geschwindigkeit ist der Keilverzahnung
4 der zweiten Antriebswelle 2 zugewandt Dazwischen ist ebenfalls ein Freiraum vorgesehen.
Ein zwischen den beiden Getrieberädern 5, 6 angeordnete ringförmige Kraftumschaltmuffe 10 (Keilverbindung)
ist zweigeteilt, nämlich in ein Element 20 der äußeren Umfangsseite und in ein Element 21 der inneren
Umfangsseite. Das Element 20 der äußeren Umfangsseite sitzt auf der äußeren Peripherie des Elements
21 der inneren Umfangsseite, und zwar derart, daß beide Elemente über einen dazwischen vorhandenen ringförmigen
Spielraum d in axialer Richtung relativ zueinander bewegbar sind. Dabei ist die Muffe so ausgelegt, daß
eine unmittelbare bzw. direkte Kraftübertragung von dem Element 20 der äußeren Umfangsseite auf das Element
21 der inneren Umfangsseite nicht stattfindet.
Keilverzahnungen 13,14, die in losem Eingriff mit den
Keilverzahnungen 8, 9 der Getrieberäder 5, 6 stehen, sind an der äußeren Umfangsfläche des Elements 20 der
äußeren Umfangsseite ausgebildet. Eine mit der Verzahnung 3 der ersten Antriebswelle 1 dauernd im Eingriff
befindliche Zwischenverzahnung 22 ist an der inneren Peripherie des hinteren Endbereichs des Elements
20 der äußeren Umfangsseite ausgebildet. Eine ringförmige Federscheibe bzw. ein Federring 23 sitzt an der
inneren Umfangsseite eines vorderen Endbereichs des Elements 20 der äußeren Umfangsseite und ist durch
einen Schnappring begrenzt. Das Element 20 der äußeren Umfangsseite weist an seiner äußeren Peripherie
eine Ringnut 16 auf, in die eine Schaltgabel 15 eingreift.
Das Element 21 der inneren Umfangsseite ist in einem axial mittleren Bereich zwischen der Zwischenverzahnung
22 und der Federscheibe 23 angeordnet. Eine mit der Verzahnung 3 der ersten Antriebswelle 1 in dauerndem
Eingriff befindliche Keil- bzw. Kerbverzahnung 11 ist an der inneren Umfangsfläche des Elements 21 der
inneren Urnfar.gsseite ausgebildet und mit der KLcilvcrzahnung
4 der zweiten Antriebswelle 2 frei kämmbar.
Eine erste Schraubenfeder 25, die das Element 21 der inneren Umfangsseite in bezug auf das Element 20 der
äußeren Umfangsseite nach vorne drückt, und eine zweite Schraubenfeder 26, die das Element 21 in bezug
auf das Element 20 nach hinten drückt, sind als Dämpfungseinrichtung vorgesehen. An dem Element 21 der
inneren Umfangsseite sind eine nach hinten offene erste Vertiefung bzw. Ausnehmung 27 für die Ausnahme einer
Feder und eine nach vorne offene zweite Vertiefung bzw. Ausnehmung 28 für die Aufnahme einer Feder
ausgebildet, wobei die erste Feder 25 nach hinten abführend in die erste Federaufnahmevertiefung 27 und die
zweite Feder 26 nach vorne abführend in die zweite Federaufnahmevertiefung 28 eingesetzt ist. Das hintere
Ende der ersten Feder 25 drückt gegen einen Mantel 22a der Zwischenverzahnung 22, während das vordere
Ende der zweiten Feder 26 gegen die Rückseite der Federscheibe 23 drückt. Das Element 21 der inneren
Umfangsseite ist in axial zentraler Lage zwischen der Federscheibe 23 und der Zwischenverzahnung 22 gehalten.
Die erste Feder 25 ist zum Beispiel an drei in Umfangsriehiung gleich beabstandeten Steilen angeordnet,
ebenso wie die zweite Feder 26.
Die Funktion des erfindungsgemäßen Kraftumschaltmechanismus wird nachstehend erläutert.
Wenn die gesamte Muffe 10 zur Vorderseite hin bewegt wird, wie das in der oberen Hälfte von F i g. 2
dargestellt ist, greift die frontseitige Keilverzahnung 14 des Elements 20 der äußeren Umfangsseite mit der Keilverzahnung
9 des Getrieberads 6 für niedrige Geschwindigkeit und die Keilverzahnung 11 des Elements
21 der inneren Umfangsseite gleichzeitig mit der Keilverzahnung 4 der zweiten Antriebswelle 2 ineinander,
wodurch der Zustand des Vierradantriebs bei niedriger Geschwindigkeit geschaffen wird. Zu diesem Zeitpunkt
ist der Kraftübertragungsweg wie folgt: Die Kraft wird von dem Getrieberad 6 für niedrige Geschwindigkeit
über die Keilverzahnungen 9 und 14, das Element 20 der äußeren Umfangsseite und die Keilverzahnungen 22
und 3 auf die erste Antriebswelle 1 und von dort über die Keilverzahnungen 3 und 11, das Element 21 der
inneren Umfangsseite und die Keilverzahnungen 11 und
4 auf die zweite Antriebswelle 2 übertragen. Dadurch werden beide Wellen 1 und 2 mit niedriger Geschwindigkeit
gedreht
Wenn die gesamte Muffe 10 aus der in der unteren Hälfte von F i g. 2 gezeigten Neutrallage zur Rückseite
hin verschoben wird, greift die rückseitige äußere Umfangsverzahnung 13 des Elements 20 der äußeren Umfangsseite
mit der Keilverzahnung 8 des Getrieberads 5 für hohe Geschwindigkeit ineinander, wobei sich die
Keilverzahnung 11 des Elements 21 der inneren Umfangsseite von der Keilverzahnung 4 der zweiten Antriebswelle
2 löst Auf diese Weise wird der Zustand des Zweiradanriebs bei hoher Geschwindigkeit geschaffen,
in welchem nur die erste Antriebswelle 1 gedreht wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kraftübertragungsweg wie
folgt: Die Kraft wird von dem Getrieberad 5 für hohe Geschwindigkeit über die Keilverzahnungen 8 und 13,
das Element 20 der äußeren Umfangsseite und die Keilverzahnungen 22 und 3 nur auf die erste Antriebswelle 1
übertragen.
Wird bei Anhalten des Fahrzeugs im Zustand des Zweiradantriebs zwischen der Verzahnung 11 der Muffe
10 und eine Verzahnung 4 der zweiten Antriebswelle 2 eine Phasendifferenz erzeugt, so Findet die Umschaltung
von dem Zweiradantrieb auf den Vierradantrieb folgendermaßen statt: Wenn die Muffe 10 aus der in der
unteren Hälfte von Fig.2 dargestellten Neutrallage nach vorne verschoben wird, greift die Keilverzahnung
14 des Elements 20 der äußeren Umfangsseite mit der Keilverzahnung 9 des Getrieberads 6 für niedrige Geschwindigkeit
ineinander, wobei aber der Kontakt bzw. der gegenseitige Angriff der Keilverzahnung 11 des Elements
21 der inneren Umfangsseite mit der Verzahnung 4 der zweiten Antriebswelle 2 lediglich auf das hintere
Ende der Verzahnung 4 beschränkt ist, das heißt ein richtiger bzw. voller Eingriff zwischen der Verzahnung
11 und der Verzahnung 4 findet nicht statt. Dadurch wird die erste Feder zusammengedrückt.
Sobald die Phasen der beiden Keilverzahnungen 4 und 11 nach Ingangsetzen des Fahrzeugs übereinstimmen,
wird die Keilverzahnung 11 des Elements 21 der inneren Umfangsseite durch die elastische Kraft (Rückstellkraft)
der ersten Feder 25 in Eingriff mit. der Keilverzahnung 4 der Antriebswelle 2 gebracht, wodurch
der Zustand des Vierrradantriebs automatisch hergestellt wird.
Wenn bei Anhalten des Fahrzeugs im Zustand des Vierradantriebs aufgrund von Schlupf der Räder etc.
zwischen den Antriebswellen 1 und 2 eine Torsion entsteht, die eine große Druckkraft zwischen der Verzahnung
3 der ersten Antriebswelle 1 und der Verzahnung 11 der Muffe 10 oder zwischen der Verzahnung 4 der
zweiten Antriebswelle 2 und der Verzahnung 11 der Muffe 10 bewirkt, wird auf folgende Weise von Vierradauf
Zweiradantrieb umgeschaltet: Wenn im Falle einer zwischen den Antriebswellen 1 und 2 erzeugten Torsion
die Antriebsart von Vierradantrieb bei niedriger Geschwindigkeit (in der oberen Hälfte von F i g. 2 dargestellte
Position) auf Zweiradantrieb bei hoher Geschwindigkeit umgeschaltet wird, so bewegt sich nur das
Element 20 der äußeren Umfangsseite gegen die Kraft der zweiten Feder nach rückwärts, um so zunächst den
Zustand des Vierradantriebs bei hoher Geschwindigkeit zu schaffen. In diesem Moment ist das Element 21 der
inneren Um/angsseite durch die Verzahnungen 3,4 beider
Wellen 1, 2 gesperrt bzw. verriegelt Es erfolgt jedoch keine direkte Drehmomentübertragung zwischen
den beiden Elementen 20,21, weil nämlich das Element 20 der äußeren Umfangsseite unter Spielpassung auf
dem Element 21 der inneren Umfangsseite angeordnet ist, wodurch sich das Element 20 der äußeren Umfangsseite
in bezug auf das Element 21 der inneren Umfangsseite leichtgängig nach rückwärts bewegen läßt. Wenn
dann die Fahrzeuglast auf der Seite der zweiten Antriebswelle 2 nach Beginn der Bewegung des Fahrzeugs
aus dem momentan vorhandenen Bewegung des Fahrzeugs aus dem vorübergehenden Zustand des Vierradantriebs
bei hoher Geschwindigkeit heraus vorübergehend zu Null wird, wird das Element 21 der inneren
Umfangsseite durch die elastische Kraft der zweiten Feder 26 nach rückwärts bewegt, wodurch die Antriebsart
automatisch auf Zweiradantrieb bei hoher Geschwindigkeit umgestellt wird.
F i g. 3 zeigt die vorliegende Erfindung in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, in welcher nur ein
Federtyp einer Schraubenfeder 29 als Dämpfungseinrichtung verwendet wird. Dabei ist an der inneren Umfangsfläche
des Elements 20 der äußeren Umfangsseite eine Federaufnahmevertiefung 30 ausgebildet und die
äußere Umfangsfläche des Elements 21 der inneren Umfangsseite weist eine der Federaufnahmevertiefung
30 entsprechende Federaufnahmevertiefung 31 auf. Die Feder 29 ist in zusammengedrücktem Zustand in einen
durch die beiden Vertiefungen 30,31 gebildeten zylinderförmigen
Raum derart eingesetzt daß sie in axialer Richtung dehnbar ist Das vordere Ende der Feder 29 ist
über eine Federscheibe 32 durch ringförmige Halteplatten 33, 34 großen und kleinen Durchmessers begrenzt
während das hintere Ende der Feder 29 über eine Federscheibe 36 durch eine ringförmige Halteplatte 35
kleinen Durchmessers und einen schulterförmigen Bereich
des Elements 20 der äußeren Umfangsseitc begrenzt isl. Die Halteplatte 33 großen Durchmessers ist
mittels eines Schnapprings oder dergleichen axial unbeweglich an der inneren Umfangsfläche des Elements 20
der äußeren Umfangsseite befestigt, während die Halteplatten 34, 35 kleinen Durchmessers mittels eines
Schnapprings axial unbeweglich an der äußeren Umfangsfläche des Elements 21 der inneren Umfangsseite
befestigt sind.
Wie F i g. 4 zeigt, ist die Feder 29 zum Beispiel an vier Stellen vorgesehen, die in Umfangsrichtung gleich beabstandet
sind.
Die Federscheiben 32,36 sind in den Vertiefungen 30,
31 angeordnet, wobei dazwischen in Umfangsrichtung jeweils ein Spielraum vorhanden ist, wodurch das Element
20 der äußeren Umfangsseite relativ zu dem Element 21 der inneren Umfangsseite in geringem Maße
drehbar ist.
In den F i g. 3 und 4 sind Teile, die identisch sind mit jenen von F i g. 2, mit identischen Bezugsziffern gekennzeichnet.
Die Funktion des erfindungsgemäßen Kraftumschaltmechanismus nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform
wird nachstehend erläutert.
Wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform wird die Feder 29 zusammengedrückt, wenn sich das
Element 20 der äußeren Umfangsseite relativ zu dem Element 21 der inneren Umfangsseite entweder in Vorwärts-
oder Rückwärtsrichtung bewegt, und zwar ist die Feder 29 so ausgelegt, daß sie sowohl die Funktion der
ersten Feder 25 als auch der zweiten Feder 26 von F i g. 2 ausübt.
Zusätzliche Abwandlungen der Erfindung sind wie folgt möglich:
(1) Die ersten und zweiten Federn 25, 26 von Fig.2
können abwechselnd in Umfangsrichtung vorgesehen werden, wobei eine fluchtende Anordnung auf ein- und
derselben Kreislinie nicht notwendig ist.
(2) Die erste Antriebswelle kann für den Antrieb eines Vorderrads und die zweite Antriebswelle für den A.ntrieb
eines Hinterrads verwendet werden. Es ist auch ein Antrieb beider Vorderräder möglich.
(3) Die Dämpfungseinrichtung kann auch in Form eines elastischen Gummikorpers oder einer Luftfederung
vorgesehen werden.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Kraftumschaltmechanismus ist wie folgt:
Die ringförmige Kraftumschaltmuffe 10 ist zweigeteilt, nämlich in ein Element 20 der äußeren Umfangsseite,
dessen Keil- bzw. Kerverzahnungen 13,14 mit jenen 8, 9 des Getrieberads 5 für hohe Geschwindigkeit und
des Getrieberads 6 für niedrige Geschwindigkeit frei kämmbar sind, und in ein Element 21 der inneren Umfangsseite,
des Keil- bzw. Kerbverzahnung 11 mit jenen 3, 4 der ersten und zweiten Antriebswelle 1, 2 frei
kämmbar sind. Das Element 20 der äußeren Umfangsseite ist mit Spielpassung auf dem Element 21 der inneren
Umfangsseite angeordnet Eine Zwischenverzahnung 22, die sich in dauerndem Eingriff mit der Keilverzahnung
3 der ersten Antriebswelle 1 befindet, ist an dem Element 20 der äußeren Umfangsseite ausgebildet
Beide Elemente 20, 21 sind über eine Dämpfungseinrichtung in axialer Richtung relativ zueinander bewegbar.
Mit einem solchermaßen ausgebildeten Kraftumschaltmechanismuswerden
folgende Wirkungen erzielt:
(1) Selbst wenn das Fahrzeug unter solchen Bedinungen angehalten wird, daß die Verzahnungen 3, 4 der
Vorderrad- und Hinterradantriebswellen 1, 2 aufgrund einer Phasendifferenz nicht miteinander kämmen oder
daß eine Lasteinwirkung vorhanden ist, sorgt die einmalige Betätigung der Muffe 10 für sicheres Umschalten
zwischen hoher und niedriger Geschwindigkeit bei anhaltendem Fahrzeug und für sicheres Umschalten zwischen
Zweiradantrieb und Vierradantrieb bei beginnender Bewegung des Fahzeugs, und zwar mit Hilfe der
Rückstellkraft der Dämpfungseinrichtung. Der Umschaltvorgang durch die Muffe 10 läßt sich zuverlässig
und ohne Schwierigkeiten durchführen, das heißt die Möglichkeit einer nicht durchführbaren Umschaltung
ist zuverlässig ausgeschlossen. Darüberhinaus werden unangenehme Begleiterscheinungen wie beispielsweise
Geräuschentwicklung durch Aneinanderschlagen der Zahnräder verhindert
(2) Dadurch, daß das Element 20 der äußeren Umfangsseite mit Spielpassung auf dem Element 21 der
inneren Umfangsseite befestigt, findet keine direkte Drehmomentübertragung zwischen den beiden Elementen
20, 21 statt, so daß eine axiale Bewegung des Elements 20 relativ zu dem Element 21 stets leichtgängig
möglich ist. Dadurch lassen sich Schwierigkeiten wie beispielsweise eine Nichtumschaltbarkeit zuverlässig
vermeiden.
(3) Die Vorgänge des Umschaltens zwischen hoher und niedriger Geschwindigkeit sowie zwischen Zweiradantrieb
und Vierradantrieb sind zum Beispiel durch die Verbindung einer Schaltgabel 15 mit der als eine
Einheit ausgebildeten Muffe 10 möglich. Dadurch erhält der Mechanismus insgesamt kleinere Abmessungen,
und die Herstellungskosten werden entsprechend gesenkt.
1 erste Antriebswelle
1 erste Antriebswelle
2 zweite Antriebswelle
3 äußere Keil- bzw. Kerbverzahnung
4 innere Keil- bzw. Kerbverzahnung
5 Getrieberad für hohe Geschwindigkeit
6 Getrieberad für niedrige Geschwindigkeit 7,7 a Lager
8,9 innere Keil- bzw. Kerbverzahnung
10 Schaltmuffe
11 innere Keil- bzw. Kerbverzahnung 13,14 äußere Keil- bzw. Kerbverzahnung
15 Schaltgabel
16 Ringnut
19 Richtlagermetall
20 Element der äußeren Umfangsseite
21 Element der inneren Umfangsseite 22 Zwischenverzahnung
22a Mantel
23 Federscheibe
25 erste Schraubfeder
26 zweite Schraubenfeder
27 rückseitig offene Federaufnahmevertiefung
28 frontseitig offene Federaufnahmevertiefung
29 Schraubenfeder
30,31 Federaufnahmevertiefungen 32 Federscheibe
33,34,35 Halteplatten
36 Federscheibe
36 Federscheibe
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Kraftumschaltmechanismus für Industriefahrzeuge, mit einer ersten und zweiten Antriebswelle,
die auf derselben Achsmitte angeordnet sind, einem Getrieberad für hohe Geschwindigkeit und einem
Getrieberad für niedrige Geschwindigkeit, die jeweils an der ersten und zweiten Antriebswelle angeordnet
sind, Keil- bzw. Kerbverzahnungen, die an beiden Wellen und an beiden Getrieberädern ausgebildet
sind, einer zwischen beiden Getrieberädern in axialer Richtung frei verschieblich angeordneten
Kraftumschaltmuffe und Keil- bzw. Kerbverzahnungen die an der Muffe ausgebildet sind, wobei das
Getrieberad für niedrige Geschwindigkeit über die Muffe mit der ersten und zweiten Antriebswelle verbunden
wird, wenn sich die Muffe in der Vierradantrieboposition
befindet, und wobei das Getrieberad für hohe Geschwindigkeit über die Muffe mit der
ersten Antriebswelle verbunden wird, wenn sich die Muffe in der Zweiradantriebsposition befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (10)
zweigeteilt ist, nämlich in ein Element (20) der äußeren Umfangsseite, dessen Keil- bzw. Kerbverzahnungen
(13,14) mit Keil- bzw. Kerbverzahnungen (8, 9) der Getrieberäder (5,6) frei kämmbar sind, und in
ein Element (21) der inneren Umfangsseite, dessen Keil- bzw. Kerbverzahnung (11) mit Keil- bzw.
Kerbverzahnungen (3, 4) der Antriebswellen (1, 2) frei kämmbar ist, daß eine mit der ersten Antriebswelle
(1) in dauerndem Eingriff befindliche Zwischenverzahnung (22) an dem Element (20) der äußeren
Umfangsseite ausgebildet ist, daß das Element (20) der äußeren Umfangsseite mit Spielpassung an
der äußeren Peripherie des Elements (21) der inneren Umfangsseite angeordnet ist und daß beide Elemente
(20,21) über eine Dämpfungseinrichtung (25, 26; 29) derart miteinander verbunden sind, daß sie in
axialer Richtung relativ zueinander beweglich sind.
2. Kraftumschaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Schraubenfeder
(25), die das Element (21) der inneren Umfangsseite relativ zu dem Element (20) der äußeren
Umfangsseite nach vorne drückt, und eine zweite Schraubenfeder (26), die das Element (21) relativ zu
dem Element (20) nach hinten drückt, als Dämpfungseinrichtung vorgesehen sind.
3. Kraftumschaltmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine rückseitig offene
erste Federaufnahmevertiefung (27) und eine frontseitig offene zweite Federaufnahmevertiefung (28)
in dem Element (21) der inneren Umfangsseite ausgebildet sind, daß die erste Feder (25) in die erste
Federaufnahmevertiefung (27) eingesetzt ist, derart, daß deren rückseitiges Ende gegen das rückseitige
Ende eines Mantels (22a^ des Elements (20) der äußeren
Umfangsseite gedrückt wird, und daß die zweite Feder (26) in die zweite Federaufnahmeöffnung
(28) eingesetzt ist, derart, daß deren vorderes Ende gegen das vordere Ende einer Federscheibe
(23) des Elements (20) der äußeren Umfangsseite gedrückt wird.
4. Krafturnschaltmechanismus nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Federaufnahmevertiefungen
(30, 31) jeweils an der inneren Umfangsfläche des Elements (20) der äußeren Umfangsseite und an der äußeren Umfangsfläche
des Elements (21) der inneren Umfangsseite ausgebildet sind, daß Federn (29) nur eines Federtyps als
Dämpfungseinrichtung in durch die beiden Vertiefungen (30, 31) gebildete zjlinderförmige Räume
eingesetzt sind, wobei die vorderen Enden der Federn (29) an einer frontseitigen Federscheibe (32)
des Elements (20) der äußeren Umfangsseite und einer frontseitigen Federscheibe (32) des Elements
(21) der inneren Umfangsseite und die rückseitigen Enden der Federn (29) an einer rückseitigen Federscheibe
(36) de3 Elements (20) der äußeren Umfangsseite und einer rückseitigen Federscheibe (36) des
Elements (21) der inneren Umfangsseite zur Anlage gebracht werden.
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