DE675985C - Zahnraederwechselgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AI
23. MAI 1939

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 63 c GRUPPE 8 oi

K131763 IIJ63C

Gesellschaft zur Konstruktion und Verwertung

automatisch-mechanischer Getriebe m. b. H.

in Berlin-Oberschöneweide*)

Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. Oktober 1933 ab Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 4. Mai 1939

Es sind Zahnräderwechselgetriebe bekannt, bei deinen auf der treibenden Welle mehr als zwei Getrieberäder angeordnet sind, die mit auf einer Zwischenwelle sitzenden und mit dieser kuppelbaren Rädern ständig in Eingriff stellen. Bei diesen Getrieben entstehen so viel Gänge, als Getrieberäder auf der treibenden bzw. Zwischenwelle vorhanden sind. Wollte man die Zahl der Stufen vergroßem, so hat man bisher diesen Getrieben noch ein besonderes Vorschaltgetriebe zugefügt, das zwei oder mehr Stufen enthielt und durch einen besonderen Hebel schaltbar war. Die Betätigung zweier Hebel kann aber leicht zu Fehlschaltungen führen.

Es ist auch bereits ein Wechselgetriebe bekannt, bei dem auf der treibenden Welle nur zwei Getrieberäder angeordnet sind, die mit zwei auf einer Zwischenwelle sitzenden Rädern ständig in Eingriff stehen, und wo-' bei außer diesen Rädern auf der gleichen Zwischenwelle zwei abtreibende Getrieberäder angeordnet sind, die verschiedene Übersetzungen enthalten. Diese vier auf der Zwischenwelle sitzenden Räder werden durch einen gemeinsaman Hebel geschaltet, was nach dem bekannten Grundgedanken der H-Schaltung durchgeführt wird. Die Verbindung der auf der Zwischenwelle sitzenden Schaltklauen mit dem Schalthebel erfolgt hierbei über verschiedene Gestänge, so daß die Schaltanordnung in ihrem Gesamtaufbau nicht einfach ist und auch verhältnismäßig viel Raum in Anspruch inimmt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnräderwechselgetriebe der ersterwähnten Bauart, also mit mindestens sechs Vorwärtsgäingen. Die Anordnung eines besonderen Schalthebels für das Vorschaltgetriebe wird hierbei erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß außer den mit den treibenden Rädern in Eingriff stehenden Rädern auf der gleichen Zwischenwelle zwei oder mehrere, verschiedene Übersetzungen !enthaltende, abtreibende Getrieberäder ,angeordnet sind, die wahlweise durch ein gemeinsames Schaltglied, durch welches auch die übrigen auf der Zwischenwelle sitzenden Räder geschaltet werden, beim Verstellen des Schalthebels in einer Ebene mit der Zwischenwelle kuppelbar sind.

Erfindungsgemäß besteht das gemeinsame Schaltglied aus eimer in axialer Richtung verschiebbaren Nockenwelle, die in der als Hohlwelle ausgebildeten Zwischenwelle ge-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Fritz Kreis in Berlin-Lichterfelde.

lagert ist. Hierbei sind, um die Schaltungen der einzelnen Räder auf der Zwischenwelle zu bewerkstelligen, in Ausnehmungen der Nockenwelle über den Umfang hinausragende'. Kugeln angeordnet, die beim Verschieben der Nockenwelle aus dieser heraustreten und über Stößel die Klauen der Räderkupplun-' gen schalten. Vorzugsweise sind hierbei für jede Kupplung mehrere, zweckmäßig· drei, ίο auf dem Umfang der Nockenwelle gleichmäßig verteilte Kugeln mit Stößeln vorgesehen.

Zum Erzielen der Leerlaufstellung ist die Nockenwelle um ihre Achse verdrehbar, und zwar erfolgt das Drehen der Nockenwelle durch den gleichen Schalthebel, durch den auch ihr Verschieben zwecks Schaltung der einzelnen Gänge bewirkt wird.

Schließlich ist das Getriebe noch durch gleichzeitiges Kuppeln von wenigstens zwei mit der getriebenen Welle verbundenen Getrieberädern blockierbar.

In der Zeichnung ist die Erfindung in den Abb. 1 bis 9 veranschaulicht, und zwar stellen dar:

Abb. ι einen Querschnitt durch das gesamte Getriebe,

Abb. 2 einen Schnitt durch eine der Schaltkupplungen der auf der Zwischenwelle sitzenden Räder nach der Linie .,4-yl der Abb. 1, Abb. 3 eine vordere Ansicht einer Klaue nach Abb. 2,

Abb. 4 eine obere Ansicht der Lagerung zweier Klauen nach Abb. 2, Abb. 5 in zwei zueinander senkrechten Ansichten eine der beiden Nasenführungen, die an der Schaltwelle vorgesehen sind,

Abb. 6 einen Längsschnitt nach Linie C-C der Abb. 1, wobei, die obere Getriebewelle mit ihren Zahnrädern in Ansicht gezeichnet ist,

Abb. 7 eine zu dem in Abb. 6 dargestellten Schalthebel senkrechte Ansicht, teilweise im Schnitt,

Abb. 8 eine Draufsicht auf die Schalthebelkulisse und

Abb. 9 den Schalthebelgriff. Wie aus Abb. 1 ersichtlich, sind an der Stimscheibe 14, die im Ausführungsbeispiel mit dem Motor über eine Fliehkraftkupplung verbunden ist, die Zahnkränze 24, 25 und 26 angebracht. Bei der hier gezeigten Ausführung sind es beispielsweise drei, es können aber auch mehr oder weniger angebracht werden. Dieselben greifen wiederum in die Kegelräder 29, 30, 28 und 27 ein. Gelagert sind diese Kegelräder auf der Welle 31. Während die Räder 27, 28 und 29 die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges bewirken, arbeitet das Rad 30 in umgekehrter Drehrichtung für den Rückwärtsgang. Der Zahnkranz oder das Zahnritzel 24 gibt demnach zugleich beide Drehrichtungen her. Außer diesen vier genannten Kegelrädern laufen noch die beiden 'Stirnräder 32 und 33 auf der gleichen Welle .;"-"3:li Sämtliche sechs Räder laufen lose mit 'Laufbüchsein 34 auf der Welle und haben für den seitlichen Druck Gleitringe 35. Gegenüber den Stirnrädern 32 und 33 laufen die Stirnräder 36 und 37 (Abb. 6), die mit dem Mitnehmergehäuse des Ausgleichgetriehes verbunden sind. Sämtliche Zahnräder können geräuschlose Verzahnung, wie z. B. Schraubeinlinienverzahnung, erhalten, da sie alle synchronisiert sind. Mit der Welle 31 sind zwischein je zwei Zahnrädern doppelseitig wirkende Mitniehmerkupplungen 38, in diesem Falle drei, mit Keilen 39 fest verbunden (Abb·. 2 bis 4). Eine jede Mitnehmerkupplung besitzt nach jeder Seite beispielsweise drei Klauen 40, die mittels Bolzen 41 in den Spreizen 42 beweglich gelagert sind. Sprengringe 43 ziehen die Klauen40 stets nach innen zusammen. Diese Klauen passen genau in Aussparungen 40°, welche in die vorstehenden Nabein der Zahnräder eingefräst sind. In der Welle 31, die als Hohlwelle ausgebildet ist und in den Rollenlagern 44 und 45 ruht, schiebt sich eine Schaltwelle 46, die Aussparungen 47 für Schaltkugeln 48 besitzt. Auf den Schaltkugeln ruhen Stößel 49, deren konische Enden gegen die Klauen 40 stoßen. Die Führungslöcher der Stößel 49 und Schaltkugeln 48 gehen durch die Mitnehmerkupplung 3 8 und Welle 31 hindurch und sind genau zusammen gebohrt. Bei der beschriebenen Anordnung hat jede Mitnehmerkupplung zwei mal drei, also sechs Stößel und sechs Schaltkugeln. Es können beliebig mehr oder weniger verwendet· werden. Nun sind je sechs Führungslöcher in einer Flucht, zusammen also in drei Fluchten, gebohrt. Die einzelnen Fluchten oder Reihen sind gegenseitig im Abstand von 120V Die Schaltwelle 46 ist ebenfalls hohl ausgebildet, und in dieser befindet sich wiederum eine Schaltstange

50. Diese Sehaltstange besitzt zwei Nasen _■■

51, die durch die Schaltwelle 46 hindurchgreifen und in einer Keilnut 52 der Welle 31 laufen. Dadurch ist 'gewährleistet, daß die, Schaltwelle 46 in der Welle 31 stets in derselben Flucht verschoben wird. Die Schaltwelle dreht sich daher mit der Hauptwelle immer in derselben Richtung und mit derselben Geschwindigkeit. Die beschriebene An-Ordnung hat beispielsweise sechs Vorwärts und zwei Rückwärtsgänge. Dadurch, daß das Wechselgetriebe in an sich bekannter Weise mit dem Ausgleichgetriebe in Verbindung steht, ist es möglich, mit verhältnismäßig wenig Zahnrädern eine große Abstufung zu erhalten.

Die seitlichen Angriffsflächen oder Flanken^ und d₂ der Klauen 40 (Abb. 3) sind verschiedein ausgeführt. Die Flanke^, .die senkrecht zum Mittelpunkt schneidet, überträgt vollkommen radial die Antriebskraft. Die gegenüberliegende Flanket» ist etwas tangential abgeschrägt. Das hat zum Vorteil, daß beim Hochdrücken bzw. Ausschalten der Klauen, bei dem jedesmal der Fahrer den Motor abdrosselt und daher die Schubkraft des Fahrzeuges stets gegen die Flanken d₂ wirkt, dieselben sehr bequem betätigt werden können. Es muß lediglich nur die Federspannung der Sprengringe 43 überwunden werden, und die Klauen können sich niemals in den Aussparungen 40° der Zahnräder festsetzen. Bei den Klauen für die Rückwärtsgänge ist dieselbe Anordnung im umge kehrten Sinne getroffen. Das Einschalten der Klauen erfolgt ebenfalls sehr bequem und vor allem selbsttätig. Sobald die entsprechenden Schaltkugeln 48 in die betreffenden Aussparungen 47 zurückweichen, zieht die Federspannung des Sprengringes 43 alle drei Klauen gegen die vorstehende Nabe des betreffenden Zahnrades, in welcher die Aussparungen 40° genau passend für die Klauen im Abstand von 120⁰ eingefräst sind, und im gegebenen Falle oder Zeitpunkt schnappen diese in die Aussparungen 40^s ein. Es muß daher beim Einschalten nie erst abgewartet werden, bis Klaue auf Aussparung paßt, sondern es kann ohne jeglichen Widerstand die Schaltwelle 46 stets in. die gewünschte Lage geschoben werden. Die Sprengringe 43 ruhen im eingeschalteten Zustand in den in den Spreizen 42 vorgesehenen Aussparungen 43«, wähnend im ausgeschalteten Zustand -dieselben von den Klauen, die ebenfalls dafür Aussparungen besitzen, gehalten werden. Die Sprengringe können sich daher nie seitlich aus ihrer Lage verschieben.

In Abb. ι ist beispielsweise der zweite Vorwärtsgang eingeschaltet, und zwar das Kegelrad 29 und das Stirnrad 32. Bei Verschiebung der Schaltwelle schnappen nun stets in Aussparungen 47 zwei Schaltkugelsätze der beiden gewünschten Zahnräder ein, was immer wieder eine neue Schaltstufe zur Folge hat. So ist die Zusammenschaltung der beiden Räder 29 und 33 der erste Vorwärtsgang, der Räder 29 und 32 der zweite, der Räder 28 und 33 der dritte, der Räder 27 und 33 der vierte, der Räder 28 und 32 der fünfte und der Räder 27 und 32 der sechste Vorwärtsgang. Die Zusammenschaltung der Räder 30 und 33 ist der erste und der Räder 30 und 32 der zweite Rückwärtsgang. Bei Verwendung noch eines Stirnräderpaares, in ge- * änderter Übersetzung und in Verbindung mit dem Ausgleichgetriebe werden nochmals drei weitere Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang erzielt.

Zum Verschieben der Schaltwelle 46 trägt . diese an dem einen Ende eine ein- oder mehrgängige Spindel 53, die auf der Schaltwelle mit dem Ring 54 gegen seitliches Verschieben lose gehalten wird. Der Ring 54 ist mit der Schaltwelle 46 fest verbunden. Auf der Spindel 53 sitzt die .als Zahnritzel ausgebildete Mutter 55. Letztere wird !einerseits durch die Abschlußkapsel 56 und andererseits durch die. Drehhülse 57 in ihrer. Lage gehalten. Die Drehhülse selbst lagert in dem Bock 58, und dieser ist wiederum an die beiden Gehäuseteile 59 und 60 angeflanscht. Die seitliche Begrenzung der Drehhülse 57 bildet außer dem Bock 58 nioch ein Stellring 61. Gegenüber dem Zahnritzel 5 5 greift ein Zahnb ogen 62 ein, der mit der Schalthebelwelle 63 mittels "Keiles 64 fest verbunden ist (Abb. 6). Am gegenüberliegenden Ende der Schalthebelwelle ist mittels Gelenkes 65 der Schalthebel 66 !angebracht. Die Schalthebelwelle ruht in den Lagern 67 und. 68. Ein Stellring 69 hindert das seitliche Verschieben, Beim Vor- und Rückwärtsbewegen des Schalthebels wird die Schalthebelwelle in Drehung versetzt, und diese dreht durch den Zahnbogen 62 das Zahnritzel 55 nach links oder rechts und verschiebt somit durch die Spindel 53 die Schaltwelle 46 hin oder her. Um nun aus jeder" Schaltstellung auf die Nullstellung zu kommen, ohne die anderen Gänge berühren zu müssen, wird die Schaltwelle 46 um Ve gedreht, so daß sämtliche Schaltkugeln 48 herausgedrückt und somit alle Räder ausgekuppelt sind. Dies wird dadurch erreicht, daß die Schaltstainge 50 aus der Schaltwelle 46 herausgezogen wird, und zwar um den Betrag der Nutenlänge 70, die für die Nase 51 der Schaltstangeso vorgesehen ist. Da die Nut 70 eine schräge Form besitzt (Abb. 5), dreht sich die Schaltwelle 46, sobald die Nase 51 in dieser verschoben wird.

Um diese Betätigung vom Schalthebel 66 zu übertragen, wird letzterer in seinem Gelenk 65 nach rechts seitlich geschwenkt. Eine Druckstange 71, die mittels Gelenkes 72 mit dem Schalthebel in Verbindung steht, überträgt den Weg .der seitlichen Schwenkung auf ein Klauenstück 73. Letzteres verschiebt sich auf der Schalthebelwelle 63, die zum Teil hohl ausgebildet ist. In ihr verschiebt sich nun wiederum ein" Druckbolzen 74, der an dem einen Ende einen Mitnehmerstift 7 5 besitzt. Dieser Mitnehmerstift wird nun beim seitlichen Verschieben des Klauenstückes 73 von diesem mitgeniommien .und bewegt so den Druckbolzen 74 aus der Schalthebelwelle 63 heraus. Für die Verschiebung des Mitnehmerstiftes .besitzt die Welle 63 Nuten 76. An sei-

nem herausragienden Ende ist der Druckbolzen 74 mit dem einen Schenkel 77 eines Winkelhebels mittels Bolzen 78 gelenkartig verbunden. Der Winkelliebel ist an dem Zapf ein 79 drehbar gelagert. Der zweite Schenkel 80 dieses Winkelhebels greift mit seinem Ende an einem Bolzen 81 an, der mit dem Stellring 61 fest verbunden ist. Wird nun der Druckbolzen 74 herausgedrückt, so dreht sich durch 'die Übertragung des Winkelhebels die Drehhülse 57. Hierbei wird die Schiebehülse 82 (Abb. 1), die schiebbar mittels zweier Nuten 83 mit der Drehhülse 57 in Verbindung steht, ebenfalls gedreht. Die Schiebehülse 82 hat nun an ihrem Innenmantel ein ein- oder mehrgängiges Gewinde, das wiederum in eine Gewindebüchse 84 eingreift. Die Gewindebuchse wird von der Schiebehülse 82 und einem Abschlußknopf 85 seitlich festgehalten. Letzterer ist mit der Schaltstamge 50 fest verbunden. Beim Drehen der Schiebehülse 82 zieht sich die Schaltstange 50 heraus, und die Schaltwelle 46 dreht sich zur Nullstellung. Die Druckfeder 86 an der Schaltstange 50 und die Druckfeder 87 über der Schalthebel welle 63 bringen beim Nachlassen des Schalthebels sämtliche Übertragungsglieder wieder zurück in die alte Lage. Beim Vor- und Rückwärtsbewegen des Schalthebeis geht dieser über Rasten 88, die an einem Segmentbock oder Kulisse 89 eingefräst sind (Abb. 6 bis 8). In Abb. 7 sind die Rasten der einzelnen Gänge mit römischen Zahlen angedeutet. R bedeutet Rückwärtsgang. Beim Übergleiten der Rasten mit dem Schalthebel wird dieser stets durch die Feder 87 gegen den Segmentbock 89 gedrückt. Die geringe seitliche Verschiebung, die hierbei der Schalthebel erfährt, nimmt das Klauenstück 73 durch die Aussparung 90 auf, ohne daß der Mitoehmerstift 75 bewegt wird. Der Weg des Schalthebels von Stufe ο bis Stufe VI erfolgt demnach hin und zurück in einer Geraden (Abb. 8). Der Schalthebel kann aber auch seitlich geschoben werden, und man erspart dabei die Übertragungsglieder, wie Spindel, Mutter, Zahnbogen, Schalthebelwelle u. dgl. Durch, geeignetes Gestänge kann der Schalthebel mit der Schaltwelle unmittelbar verbunden werden. Um auf die Nullstellung zu kommen, geschieht dann das Schwenken vor- oder rückwärts. An der Grenze der o-Stufe ist ein Anschlag 91 vorgesehen, der verhindert, den Rückwärtsgang ohne Hemmung einzuschalten. Dieser kann also nur eingeschaltet werden, wenn der Schalthebel nach Erreichung der o-Stufe etwas seitlich abgeschwenkt wird. Die seitliche Abschwenkung des Hebels verlangt jedoch nicht mehr Weg, als den der Rasten und den die Aus-• sparung 90 hergibt. Erst wenn der Schalthebel sich also in der Kammer 92 der Kulisse 89 befindet, ist der Rückwärtsgang eingeschaltet. In der Kammer 93 kann der Schalthebel stets seitlich geschwenkt und in der punktierten Lage 94 (Abb. 8) hin- und zurückverschoben werden. Es kann also zu jeder Zeit der Schalthebel auf ö-Stellung gebracht werden. Um nun das Fahrzeug seines Freilaufs wegen beim Parken blockieren zu kön- men, ist noch eine Kammer 95 vorgesehen. Wird nun am Anfang dieser Kammer der Schalthebel seitlich geschwenkt wie bei Stellung 94, dann treten die beiden punktierten Aussparungen 96 der Sdhaltwelle 46 (Abb. 1) unter die Schaltkugeln 48 der beiden Stirnräder 32 und 3.3, wodurch diese beiden Räder zugleich eingeschaltet werden. Da diese Räder verschiedene Drehzahlen besitzen, ist das Fahrzeug nach vor- und rückwärts blockiert. Diese Schaltstellung kann man allerdings nur dann erreichen, wenn der nach unten zu bewegliche Schaltknopf oder Handgriff 97 (Abb. 9) heruntergedrückt wird. Dadurch wird ein Gestänge 98 betätigt, an dessen unterem Ende sich, eine Nase 99 befindet. Diese Nase versperrt in der Kammer 95 die seitliche Schwenkung des Schalthebels. Erst beim Herunterdrücken derselben gleitet diese auf dem Rücken 100 (Abb. 6) und schnappt go am Ende der Schwenkung in die Lücke 101. Eine Druckfeder 102 (Abb. 7) gibt dem Gestänge den Gegendruck.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zahhräderwedhselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem auf der treibenden Welle mehr als zwei Getrieberäder angeordnet sind, die mit auf einer Zwisdhlenwelle sitzenden und mit dieser kuppelharen Rädern ständig in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, daß außer diesem Rädern (27, 28, 29, 30) auf \ der gleichen Zwischenwelle (31) zwei oder mehrere, verschiedene Übersetzungen enthaltende, abtreibende Getrieberäder (32, 33) angeordnet sind, die wahlweise durch ein gemeinsames Srihaltglied, durch welches auch, die übrigen, auf der Zwischenwelle sitzenden Räder (27, 28, 29, 30) geschaltet werden, beim Verstellen des Schalthebels (66) in einer Ebene mit der Zwischlenwelle (31) kuppelbar sind.

2. Getriebe nach Anspruch i, dadurch χ gekennzeichnet, daß das gemeinsame Schaltglied aus einer in axialer Richtung verstellbaren Nockenwelle (46) besteht, die in der als Hohlwelle ausgebildeten Zwischienwelle' (31) gelagert ist, und daß in Ausnehmungen dieser Nockenwelle (46) über den Umfang hinausragende Kugeln

(48) angeordnet sind, die heim Verschieben der Nockenwelle (46) aus dieser heraustreten und über Stöfiel (49) die Klauen (40) der Räderkupplungen schalten.

3. Getriebe nach! Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (46) zum Erzieten der Leerlaufstellung um ihre Achse drehbar ist und das Prehen dieser Nockenwelle (46) durch den gleichen ihr Verschieben bewirkenden Schalthebel (66) to erfolgt.

4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe durch gleichzeitiges Kuppeln von wenigstens zwei mit der getriebenen Welle verbundenen Getrieberädern (32, 33) blockierbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen