DE532386C - Zweigangwechselgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Zweigangwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf Zahnräderwechselgetriebe, die aus einem direkten und einem Übersetzungsgang bestehen. Sie kann überall dort Anwendung finden, wo bei ausgeschalteter Kupplung und Aussetzen der Antriebskraft die angetriebene Welle in der Umdrehungszahl langsamer abnimmt als die treibende, wie dies besonders bei Kraftfahrzeugen der Fall ist. Erfindungsgemäß soll das Getriebe ohne eigene Reibungskupplung zur Anwendung kommen.
• Es ist schon öfters vorgeschlagen worden, bei Kraftfahrzeugen neben dem gewöhnlichen Getriebe ein weiteres Zusatzgetriebe vorzusehen, das die Zahl der möglichen Geschwindigkeitsgänge, besonders bei Verwendung von Planetenrädergetrieben als Hauptgetriebe, vermehrt. Zur Schaltung solcher Zusatzgetriebe ist- es aber immer notwendig, entweder eine besondere Reibungskupplung für diese Getriebe anzuordnen oder durch die Hauptreibungskupplung für die Zeit der Schaltung die Verbindung zum Motor zu lösen. Nach der Erfindung wird dies überflüssig, und zwar dadurch, daß unter Verwendung von zwei Klauenkupplungen mit abgeschrägten Stirnflächen der Klauenzähne diese Kupplungen wechselweise derart geschaltet werden, daß sie infolge der Abschrägung als Überholungskupplungen wirken, die, ohne daß sie eine mittlere Ruhestellung einnehmen können, erst bei annähernd gleicher Geschwindigkeit der Kupplungsglieder zum Eingriff gelangen. Die Ausbildung einer Klauenkupplung mit abgeschrägten Stirnflächen der Klauenzähne in solcher Weise, daß sie bei bestimmtem Geschwindigkeitsverhältnis der Kupplungsteile zueinander als Überholungskupplung wirkt, ist schon vorgeschlagen worden. Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, zwei solche Klauenkupplungen so zur Anwendung zu bringen und so wechselweise zu schalen, daß bei ihnen immer die Wirkung als- Überholungskupplung eintreten muß; mit anderen Worten, da es sich um ein wechselweises Kuppeln bei einem Zweiganggetriebe handelt, werden erfindungsgemäß beim Lösen der einen der beiden Kläuenkupplungen zwangläufig die Kupplungshälften der anderen Klauenkupplung federnd aneinander angedrückt. Dadurch, daß dieses Schalten ohne die Einnahme einer- mittleren Ruhestellung vor sich geht, ist immer gewährleistet, daß zum Zeitpunkt der Berührung der beiden Kupplungshälften, die zum Eingriff gelangen sollen, ein bestimmtes Geschwindigkeitsverhältnis derselben zueinander obwaltet. Es kann also niemals eintreten, daß die eine Kupplungshälfte, die zur Wirkung der Kupplung als überholungsktipplung langsamer laufen muß als die andere, zum Zeitpunkt der Schaltung etwa schneller läuft, so daß die Wirkung als Überholüngskupplung nicht möglich wäre, sondern ein plötzliches Ineinandergreifen der Kupplungshälften einträte, das zu Zerstörungen führen müßte. Am einfachsten erfolgt die Ausbildung des erfindungsgemäßen Zweiganggetriebes mit den beiden Klauenkupplungen in solcher Weise, daß: eine verschiebbare Muffe angeordnet wird, deren beide Enden mit Kupplungsklauen versehen sind, wobei die Klauenzähne im gleichen Sinne abgeschrägt sind,. so daß ihre Stirnflächen im wesentlichen parallel zueinander laufen. Bei Verwendung einer solchen Kupplungsmuffe ist die wechselweise Wirkung der Kupplungen als Überholungskupplungen gewährleistet unter der Voraussetzung, daß ihre Schaltung ohne Einnahme einer mittleren Ruhestellung in solcher Weise vorgenommen wird, daß die zum Eingriff bestimmten Kupplungshälften aneinander angedrückt werden, unverzüglich, nachdem das Lösen der anderen Kupplung vor sich gegangen ist.
• Vorzugsweise soll das Zweigangwechselgetriebe, wie an sich bekannt, in folgender Weise ausgebildet sein: Die treibende und die getriebene Welle werden gleichachsig zueinander angeordnet, und seitlich von ihnen findet eine Zwischenwelle ihren Platz, auf der zwei Zahnräder fest aufgekeilt sind, von denen eines mit einem fest auf der einen Hauptwelle sitzenden Zahnrad und das andere mit einem lose auf der anderen Hauptwelle sitzenden Zahnrad dauernd im Eingriff ist; mit einer der beiden Hauptwellen läuft die vorher beschriebene Klauenmuffe um, die wechselweise Verbindung- mit einem der auf den Hauptwellen angeordneten Räder herstellen kann.
• Im weiteren Ausbau der Erfindung soll das Einrücken der Klauenkupplungen in bekannter Weise durch Federn bewirkt-werden, die mittels eines Hebels gespannt werden, der -wahlweise nur in die eine oder in die andere Endstellung gelegt werden kann und keine mittlere Ruhestellung besitzt.
• In Abb. i der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführung eines solchen erfindungsgemäßen Getriebes schematisch dargestellt.
• Auf der Antriebswelle i sitzt lose gelagert das Zahnrad 2. Die Kupplungsmuffe 3 dreht sich mit der Antriebswelle, ist aber auf dieser verschiebbar. Das Ende der Antriebswelle i greift mit einem Zapfen q. lose in die,getriebene Welle 5 ein, auf der das Zahnrad 6 fest aufgekeilt ist. Die Hinundherbewegung der Muffe 3 wird durch einen Hebel- 7 unter Zwischenschaltung von zwei Federn 8 und g bewirkt. Die Muffe kann mit ihren beiden Enden vermittels Klauen in entsprechende Klauen der Zahnräder 2 und 6 wechselweise eingreifen: Parallel zu der treibenden und getriebenen Welle ist eine Zwischenwelle i o gelagert, auf der ein Zahnrad i i dauernd im Eingriff mit Zahnrad 2 und ein Zahnrad 12 dauernd im Eingriff mit Zahnrad 6 ahfgekeilt sind. Das Übersetzungsverhältnis kann beispielsweise so gewählt sein, daß bei Einschaltung des Getriebes, d. h. bei Verbindung der Muffe mit dem Zahnrad 2, die getriebene Welle einhalbmal schneller läuft als die treibende, so daß also eine Übersetzung ins Schnellere eintritt. Ist die Muffe 3 im Eingriff mit Zahnrad 6, so laufen treibende und getriebene Welle mit gleicher Drehzahl, und das Getriebe läuft leer mit.
• Die Stirnflächen der einzelnen Klauen sind gegen die Ebene senkrecht zur Drehachse in solcher Weise abgeschrägt, daß die Kupplungen als überholungskupplungen wirken. Es soll durch diese Abschrägung nicht etwa das Eingreifen der Zähne beschleunigt werden, sondern im Gegenteil, die Zähne sollen so lange voneinander abgewiesen werden, als die Drehzahlen der einzuschaltenden Kupplungsglieder voneinander verschieden sind bzw. so lange, bis das zuerst schnellere Kupplungsglied beginnt, das langsamere zu werden.
• In Abb. 2 und 3 ist dies schematisch dargestellt, und zwar bei abgewickelter Kupplungsmuffe. Bei Leerlauf der Kupplung gleiten die Zähne verhältnismäßig sanft aufeinander und weisen sich gegenseitig ab. Die Weichheit dieses Gleitens kann noch dadurch erhöht werden, daß man den ganzen Vorgang sich in öl oder Fett abspielen läßt.
• In Abb. 2 sollen die oberen Zähne zu dem Kupplungsglied des Rades ?-gehören, während die der Muffe 3 darunter dargestellt sind. Die Pfeile A und B zeigen die Drehrichtung an, während Pfeil C die Druckrichtung der Feder 8 angibt.
• Bei Abb. 3 gehören die oberen Zähne zur Muffe 3 und die unteren zu Rad 6. Die Drehrichtung ist wieder durch die Pfeile A und B und die Federdruckrichtung durch den Pfeil C angegeben.
• Es ließe sich denken, daß man nur das eine Kupplungsglied mit abgeschrägten Klauenstirnseiten versähe, während die Klauenstirnseiten des anderen Gliedes in anderer Weise (z. B. Rollen) leicht gleitend gemacht wären, doch wird man im allgemeinen die gleichartige Ausbildung beider Kupplungsglieder vorziehen.
• Nimmt man an, es hätte direkter Antrieb durch das erfindungsgemäße Getriebe stattge= funden, d. h. die Muffe 3 ist mit dem Rad 6 in Eingriff gewesen und man will die Übersetzung einschalten, so wird man den Hebel 7 in der Pfeilrichtung Z bewegen und gleichzeitig oder gleich darauf die Antriebskraft wegnehmen. Dadurch kommen die Klauen zwischen der Muffe 3 und dem Rad 6 außer Eingriff, und gleichzeitig wird die Feder 8 gespannt. Infolge des übersetzungsverhältnisses der Zahnräder läuft das Rad 2 langsamer als die Muffe 3. Die Klauen der Muffe 3 werden also, wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, auf den schrägen Flächen der Klauen des Rades 2 entlanggleiten. Infolge der Verringerung der Umdrehungszahl der treibenden Welle, der die Antriebskraft genommen ist und die in den meisten Fällen infolge der Eigenreibung einer Bremswirkung unterliegt, die nötigenfalls auch künstlich erhöht werden könnte, wird sich die Drehzahl der in fester Verbindung mit der treibenden Welle befindlichen Muffe 3 sehr schnell verringern, und zwar schneller, als die Drehzahl des Rades 2 abnimmt, da dieses Rad voraussetzungsgemäß mit einer größeren Schwungmasse in Verbindung steht. Es werden also innerhalb kurzer Zeit die Drehzahlen der beiden Klauen gleich werden, und die Klaue des Rades 2 wird beginnen, die der Muffe 3 zu überholen. Sobald dies eintritt, wird die Kupplung wirksam, denn jetzt. wird sich z. B. die Kante 2o mit ihrer Spitze gegen die Spitze der Kante 30 legen, so daß nunmehr das Einschieben der Klauen in die gegenüberliegenden Lücken infolge des Drucks der Feder 8 vor sich geht. Natürlich ist ein kleines Spiel- zwischen Klauenbreite und Lückenbreite vorgesehen. Nun läßt man den Kraftantrieb wieder auf die treibende Welle i wirken, die nun von der Muffe 3 über die Räder 2, 11, 12 und 6 die Welle 5 antreibt.
• Will man von der so erreichten Stellung wieder in den direkten Antrieb übergehen, so wird der Hebel ? in der Richtung des Pfeiles D bewegt, so daß die linke Klauenkupplung ausgerückt wird unter gleichzeitiger Spannung der Feder 9. Gegebenenfalls kann es erforderlich sein, auch hierbei die Antriebskraft wegzunehmen, damit keine unnötig starke Feder benötigt wird, um die Klauenkupplung unter Belastung ausrücken zu können. Die Klauen des Rades 6 bewegen sich nun in gleicher Weise unter dauernder Abweisung an den rechten Klauen der Muffe 3 vorbei, wie vorher die linken Klauen der Muffe 3 an den Klauen des Rades 2, da sich jetzt die getriebene Welle schneller dreht als die treibende Welle. Damit beide auf gleiche Umlaufszahlen kommen, ist es nötig, den Antrieb zu beschleunigen, was sehr schnell erfolgt, da die treibende Welle zur Zeit leer läuft. In der rechten Klauenkupplung spielt sich nun der gleichartige Vorgang ab, wie er vorher für die linke beschrieben wurde. Wie in Abb. 3 dargestellt, läuft zunächst Rad 6 schneller als Muffe 3, so daß die oberen Klauen von den unteren abgewiesen werden. Sobald die Drehzahl der Muffe 3 der des Rades 6 gleichgekommen ist und Muffe 3 beginnt, Rad 6 zu überholen, findet. das Mitnehmen der zurückbleibenwollenden Kupplungshälfte durch die voreilende statt, so wie vorher beschrieben, so daß die Feder 9 jetzt vollen Eingriff der Klauen herbeiführen kann. Im übrigen wird dieses Mitnehmen der zweiten Kupplungshälfte durch die voreilende immer verhältnismäßig sanft vor sich gehen, da ja, nachdem vorher gleiche Geschwindigkeit erreicht worden war, im Höchstfalle nur die während der Zurücklegung einer Klauenteilung erreichte Relativgeschwindigkeit stoßartig wirksam werden kann.
• Es wurde hier der Vorgang für ein Übersetzungsgetriebe geschildert, der sich bei einem Untersetzungsgetriebe analog abwikkelt.
• Die Schaltung des erfindungsgemäßen Getriebes soll derart sein, daß nur eine der beiden Endstellungen gewählt werden kann. Eine Zwischenstellung, bei der die Muffe 3 dauernd ausgerückt wäre, soll nicht möglich sein. Zu diesem Zwecke ist beispielsweise eine Anordnung vorgesehen, wie sie Abb. ¢ zeigt. Hierbei ist der Stellhebel 7 mit einer Stützrast 13 versehen, und gegen diese wirkt eine um einen Querbolzen 1q. schwenkbare Druckfeder 15, durch die der Stellhebel nur in seinen äußersten Stellungen gegen Anschläge i9 in Ruhe gehalten wird. Von dem Stelhebel 7 führt ein Lenker 16 zu einem um die Achse 17 schwingbaren Hebel 18, welcher unter Vermittlung der Federn 8 und 9 an der Muffe 3 angreift.
• Das erfindungsgemäße Getriebe kann vielseitige Verwendung finden, so z. B. bei Kraftfahrzeugen. Hier bietet es den Vorteil, daß es ermöglicht, auf einfache Weise die Zahl der Gänge bei einem Kraftfahrzeug zu verdoppeln, also z. B. aus einem Zweigangwechselgetriebe ein Viergangwechselgetriebe oder aus einem Dreigangwechselgetriebe ein Sechsgangwechselgetriebe zu machen, ohne daß für das zusätzliche Getriebe eine besondere Reibungskupplung erforderlich ist. Es ist auch nicht notwendig, die dem ersten Getriebe evtl. vorgeschaltete Reibungskupplung zur Schaltung des Zusatzgetriebes zu benutzen.
• Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für das erfindungsgemäße Getriebe ist ganz allgemein auch dort gegeben, wo man z. B. vier gleichgerichtete Geschwindigkeiten erreichen will, wobei dann zwei erfindungsgemäße Getriebe hintereinander angeordnet werden, ohne daß zum Schalten eine Reibungskupplung nötig ist.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zweigangwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zwei dauernd in Eingriff miteinander befindlichen Räderpaaren und zwischen den Räderpaaren angeordneten, einen direkten und einen übersetzten Gang ermöglichenden Klauenkupplungen, deren Zahnprofile parallele Mitnahmeflanken und abgeschrägte Stirnseiten haben, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Glieder der Klauenkupplungen unter Verwendung einer Schaltvorrichtung ohne mittlere Ruhelage abwechselnd zum Eingriff kommen und die Richtung der Abschrägung der Zahnstirnflächen derart verläuft, daß die Kupplungsglieder in jeder der beiden Anlagestellungen jeweils zunächst voneinander abgewiesen werden, bis das anfangs schneller umlaufende Kupplungsglied das langsamere zu_werden beginnt und so den Eingriff ermöglicht.
2. 2. Zweigangwechselgetriehe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Lösen einer der beiden Klauenkupplungen zwangläufig die Kupplungsglieder der anderen Klauenkupplung federnd aneinander angedrückt werden.
3. 3. Zweigangwechselgetriebe nach Anspruch i oder 2 mit einer verschiebbaren, an beiden Enden mit Kupplungsklauen versehenen Muffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauenzähne im gleichen Sinne derart abgeschrägt sind, daß ihre Stirnflächen im wesentlichen parallel zueinander laufen. q..
4. Zweigangwechselgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer parällel zu den gleichachsigen Hauptwellen angeordneten Nebenwelle zwei Zahnräder fest aufgekeilt sind, von denen eines mit einem starr auf der einen Hauptwelle sitzenden Zahnrad und das andere mit einem lose auf der anderen Hauptwelle angeordneten Zahnrad dauernd in Eingriff ist und daß die auf einer der Hauptwellen undrehbar, aber verschiebbar angeordnete Klauenmuffe die betreffende Hauptwelle wechselweise mit einem der auf den beiden gleichachsigen Wellen angeordneten Räder kuppelt.
5. 5. Zweigangwechselgetriebe nach Anspruch z, 2, 3 oder q., dadurch gekennzeichnet, daß das Aus- oder Einrücken der . Klahenkupplungen durch Federn bewirkt wird, die mittels eines Hebels gespannt werden, der wahlweise nur in die eine oder in die andere Endstellung gelegt werden kann und keine mittlere Ruhestellung besitzt.
6. 6. Anwendung eines Getriebes nach Anspruch i bis 5 bei Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß es vor oder hinter dem üblichen Wechselgetriebe als Zusatzgetriebe angeordnet ist.
7. 7. Anwendung von Getrieben nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere derartige Getriebe hintereinander angeordnet sind.