DE557434C - Vorrichtung zum Erzielen gleicher Umlaufgeschwindigkeiten der einzurueckenden Klauenkupplungsteile in Zahnraederwechselgetrieben mit vereinigten Reib- und Klauenkupplungen, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Zur Erzielung gleicher Umlaufgeschwindigkeiten der einzurückenden Klauenkupplungsteile in Zahnräderwechselgetrieben sind vereinigte Reib- und Klauenkupplungen bekannt geworden, bei denen der erforderliche Anpressungsdruck der Reibkupplung in vollem Umfang mittels des Handhebels aufgebracht werden muß. Unter besonderen Umständen muß dieser Anpressungsdruck der meist vollständig im Ölbad laufenden Reibkupplung ein sehr beträchtlicher sein, wenn der Gleichlauf der Klauenkupplungsteile mit Sicherheit erreicht und damit ein kratzendes Geräusch beim Umschalten ver-

ig mieden werden soll.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzielen gleicher Umlaufgeschwindigkeiten der einzurückenden Klauenkupplungsteile in Zahn räder Wechselgetrieben mit vereinigten Reib- und Klauenkupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welcher die Bewegung des Handhebels die Wirkung der Reibkupplung nur einleitet, worauf unter dem Einfluß der sich gegenseitig verdrehenden Teile der Anpressungsdruck der Reibkupplung selbsttätig verstärkt wird, bis der Gleichlauf der Klauenkupplungsteile erreicht ist. Durch die in diesem Zeitpunkt erfolgende Umkehrung der Richtung der durch die Reibkupplung übertragenen Kraft wird der vermehrte Anpressungsdruck wieder aufgehoben, worauf der Eingriff der Klauenkupplungsteile hemmungslos erfolgen kann.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dar- gestellt. Es zeigen:

Fig. ι einen Längsschnitt durch ein Wechselgetriebe,

Fig. 2 Einzelheiten aus Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie A-B der Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie C-D der Fig. 2,

Fig. 5 und 6 Zwischenstellungen beim Schaltvorgang und

Fig. 7 und 8 Zahnformen der Klauenkupplungen.

Die Antriebswelle α treibt durch die Zahnräder b und c die Vorgelegewelle d mit den fest aufgekeilten Zahnrädern e, f und g, welche mit den auf der getriebenen Welle h drehbaren, aber unverschiebbaren Zahnrädern i, k und I ständig im Eingriff sind. Mit den Zahnrädern b, i, k und / sind die glockenförmigen Glieder m fest verbunden, welche mit Innenzahnung t versehen sind. Zwischen den Zahnrädern b und i sowie k und / befinden sich auf der getriebenen Welle h axial verschiebbar, aber gegen Verdrehen gesichert die beiderseits mit Außenzahnung u und Trommeln ν versehenen Schalt-

muffen η, welche durch den Handhebel ο und die Schaltgabeln s wahlweise mit den Glokken m der Zahnräder b und i bzw. k und / in Eingriff gebracht werden können. In die S Glocken in ist der mit Aussparungen und Keilflächen versehene, radial federnde Ring p lose eingelegt und durch die Abdeckscheibe q gehalten. Zwischen Ring p und Glocke m liegen beweglich oder fest die Klemmrollen r ίο oder die Klemmnocken r', welche durch Auflaufen auf die Keilflächen die Verdrehung des Ringes p in der Glocke m beschränken, den Ring/) zu deformieren suchen und dadurch seine Kupplungswirkung auf die Trommel ν vergrößern. Der innere Durchmesser des Ringes p ist so bemessen, daß er mit einer Anfangsspannung federnd über die Trommel ν geht.

In Fig. ι ist die Leierlaufstellung des Geao triebes gezeichnet, bei der alle Räder sich im Umlauf befinden, die getriebene Welle h mit den SchaltmufTen η dagegen stillsteht. Normalerweise werden beim Anfahren des Wagens zuerst die unteren Getriebegänge benutzt, welche durch die Zahnräder g und I bzw. / und k gebildet werden. Es soll aber hier das Anfahren unter Benutzung des durch die Zahnräder e und i gebildeten dritten Ganges beschrieben werden. Wird auf als bekannt vorausgesetzte Art die Motorkupplung außer Eingriff gebracht, so bleiben infolge der lebendigen Kraft alle umlaufenden Teile des Getriebes noch einige Zeit in Drehung. Bei axialer Bewegung der vorderen Schalt-.35 muffe η nach rechts kommt deren rechte Trommel» mit dem Ring/) in der Glocke.m des Zahnrades i in Berührung, mit dem Bestreben, den Ring p, die Glocke m und damit alle umlaufenden Teile des Getriebes stillzulegen. Hierbei laufen nach Fig. 4, in der Richtung von vorn nach hinten gesehen, und unter der Voraussetzung, daß der Motor im gleichen Sinne sich dreht, die Klemmrollen r bzw. die Klemmnocken r' im Sinne des Uhrzeigers auf die Keilflächen des Ringes p auf und verstärken dadurch dessen Kupplungswirkung auf die Trommel v. Durch diese Klemmung wird gleichzeitig eine weitere axiale Bewegung der Schaltmuffe η gehemmt, bis alle Teile des Getriebes stillstehen. Damit hört jede gegenseitige Verdrehung und somit auch zusätzliche Klemmwirkung auf, die Schaltmuffe η kann ungehindert weiter axial bewegt unddieAußenzahnung« mit der Innenzahnung t in Eingriff gebracht werden. Beim Umschalten vom dritten in den vierten oder direkten Gang kann nach Austreten der Motorkupplung die Schaltmuffe μ hemmungslos in die Mittellage gebracht werden, weil beim Auskuppeln eine gegenseitige Verdrehung der Teile und damit zusätzliche Klemmwirkung nicht zustande kommt. In diesem Zeitpunkt läuft jedoch die mit dem Zahnrad b verbundene Glocke m gegenüber der Schaltmuffe η zu schnell, so daß sich nach Fig. 4 wiederum die Glocke m gegenüber dem Hing p im Sinne des Uhrzeigers verdreht, wenn der Ring p mit der Trommel ν in Berührung kommt. Durch die hierbei erzeugte und selbsttätig verstärkte Klemmwirkung wird die lebendige Kraft der mit der Welle α verbundenen umlaufenden Massen abgebremst. Ist die gegenseitige Verdrehung der Teile m und η zum Stillstand ge- ■ kommen, so tritt der Zeitpunkt ein, in welchem infolge der Wechselwirkung zwischen Treibkraft des Motors bzw. Schwungkraft der mit der Antriebswelle α verbundenen Massen und der Schubkraft des in Bewegung befindlichen Wagens die durch die Reibkupplung übertragene Kraft die Richtung wechselt, da die Schubkraft des Wagens den Antrieb der Welle a mit übernehmen muß. Hierbei verdreht sich nach Fig. 4 der Ring p gegenüber der Glocke« im Sinne des Uhrzeigers, wodurch die zusätzliche Klemmwirkung aufgehoben wird und damit eine Weiterbewegung der Schaltmuffen zwecks Herstellung der starren Verbindung hemmungslos erfolgen kann. Bei dem nun wieder erfolgenden Eingriff der Motorkupplung tritt abermals ein Wechsel der Kraftrichtung ein, wenn die Treibkraft des Motors die Schubkraft des Wagens überholt. Dieser Vorgang ist jedoch für die bereits endgültig erfolgte Umschaltung belanglos.

Beim Abwärtsschalten, beispielsweise vom vierten in den dritten Gang, spielt sich der Vorgang folgendermaßen ab: Nach Ausrükken der Motorkupplung kann die Verbindung zwischen dem Zahnrad b und der Schaltmuffe η gelöst werden. Die rechte Trommel ν der Schaltmuffe η trifft nach Überschreiten der Leerlaufstellung in der Glocke m des Zahnrades i eine geringere Geschwindigkeit an und sucht jetzt unter der Einwirkung der Schubkraft des Wagens das Zahnrad-j und damit die Vorgelegewelle d und die Antriebswelle α zu beschleunigen, wobei wieder Ring p in der Glocke m des Zahnrades i zur Klemmwirkung kommt und dadurch ein weiteres axiales Verschieben der Schaltmuffew hemmt. Ein Wechsel der Kraftrichtung tritt dann ein, wenn die Motorkupplung wieder zum Eingriff gebracht wird. In dem Zeitpunkt, in welchem die Treibkraft des Motors wieder leicht überwiegt, löst sich der Ring p_} und die Schaltmuffe η läßt sich hemmungslos weiterbewegen, wodurch wieder die starre Kupplung hergestellt wird.

Die Keilflächen des Ringes p sind unter einem solchen Winkel angeordnet, daß eine

Selbsthemmung nicht auftritt, für den Betrieb jedoch gerade die notwendige Klemmwirkung zur Herbeiführung gleicher Umlaufgeschwindigkeiten erreicht wird. Bei höherer Beanspruchung, wenn beispielsweise der Fahrer die Motorkupplung voll zum Eingriff bringt, bevor die Klauenkupplung eingerückt ist, rutscht der Ring p auf der Trommel v, und der Wagen zieht nicht an. Die Glocke m

ίο kann in der in Fig. 2 gezeichneten kürzeren Form ausgeführt werden, bei welcher die Klauen der starren Kupplung sich berühren, bevor die Trommel ν den Ring p passiert hat. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Ring/; einem ungewollten Herausfallen des eingeschalteten Ganges einen Widerstand entgegensetzt. In den Fig. 5 und 6 ist die Glocke m langer ausgebildet. Die Klauen kommen erst in Berührung, wenn die Trommel ν den Ring p vollständig verlassen hat. In Fig. 5 oben befindet sich die Schaltmuffe η in der Leerlaufstellung, in Fig. S unten hat der Ring p die Trommel ν voll umfaßt, in Fig. 6 oben hat die Trommel ν den Ring ρ verlassen, ohne daß die Klauen der starren Kupplung sich berühren, in Fig. 6 unten befindet sich die Klauenkupplung vollständig im Eingriff.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Form der Klauenverzahnung läßt sich die Klauenkupplung bei Stillstand oder geringer gegenseitiger Bewegung der Teilern und η nach beliebiger Richtung leicht in Eingriff bringen. Werden die Klauen nach Fig. 8 ausgeführt, so läßt sich der Eingriff nur bei geringer gegenseitiger Bewegung -im Sinne der gezeichneten Pfeile stoßfrei herbeiführen. Bei umgekehrter Bewegung weisen sich die Klauen ab, und ein Eingriff kommt nicht zustande. Durch die Anwendung dieser Verzahnung kann der bei der Beschreibung des Aufwärtsschaltens ausgenutzte erstmalige Wechsel der Kraftrichtung zwischen Schwungkraft der Antriebswelle α und Schubkraft des bewegten Wagens übergangen werden, und der Eingriff der Klauenverzahnung kommt erst zustande beim zweiten Wechsel der Kraftrichtung, wenn die Treibkraft des Motors die Schubkraft des Wagens überholt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι . Vorrichtung zum Erzielen gleicher Umlaufgeschwindigkeiten der einzurückenden Klauenkupplungsteile in Zahnräderwechselgetrieben mit vereinigten Reib-und Klauenkupplungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die der Klauenkupplung (t, u) vorgeschaltete Reibkupplung (v, p) zur Welle konzen- <5o irische, ineinanderschiebbare, im wesentlichen zylindrische Reibflächen hat, von denen die eine (p) das Glied eines Klemmgesperres (p, r bzw. r', m) ist, dessen Klemmwirkung durch den Drehzahlunterschied der zu kuppelnden Teile (m, 11) hervorgerufen und in dem Zeitpunkt wieder aufgehoben wird, in welchem die durch die Reibkupplung übertragene Kraft ihre Richtung wechselt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Reibflächen als radial federnder Ring (p) ausgebildet ist, der auf seiner der Reibfläche entgegengesetzten Fläche mit wenigstens zwei nach verschiedenen Richtungen geneigten Keilflächen versehen ist, und zwischen diesem Ring (p) und dem ihn tragenden Glied im) bewegliche Klemmrollen (r) oder an einem der beiden Teile angebrachte Klemmnocken (V) angeordnet sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauenkupplung und die Reibkupplung in einem zylindrischen glockenförmigen Glied («) hintereinander in einem derartigen Abstand angeordnet sind, daß die Reibwirkung unterbrochen wird, bevor die Klauenkupplung zum Eingriff kommt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen