CH137364A - Zweigangwechselgetriebe, insbesondere an Kraftfahrzeugen. - Google Patents

Description

  Zweigangwechselgetriebe, insbesondere an Kraftfahrzeugen.    Die Erfindung bezieht sich auf Wech  selgetriebe, die aus einem direkten und  einem Übersetzungsgang bestehen. Sie kann  überall dort Anwendung finden, wo bei aus  geschalteter Kupplung und Aussetzen der  Antriebskraft die angetriebene Welle in der  Umdrehungszahl langsamer abnimmt als  die treibende, wie dies besonders bei Kraft  fahrzeugen der Fall ist, und zwar soll das  Getriebe ohne eigene Reibungskupplung zur  Anwendung kommen.  



  Es ist schon öfters vorgeschlagen wor  den, bei Kraftfahrzeugen neben dem ge  wöhnlichen Getriebe ein weiteres Zusatz  getriebe vorzusehen, das die Zahl der mög  lichen Geschwindigkeitsgänge, besonders bei  Verwendung von Planetengetrieben als  Hauptgetriebe, vermehrt. Zur Schaltung sol  cher Zusatzgetriebe ist es aber immer not  wendig, entweder eine besondere Reibungs  kupplung für diese :Getriebe anzuordnen  oder durch die Hauptreibungskupplung für    die Zeit der Schaltung die Verbindung zum  Motor zu lösen.

   Nach der vorliegenden Er  findung wird dies überflüssig, und zwar  dadurch, dass, unter Verwendung von zwei  Klauenkupplungen, das Schalten bei einem  Zweiganggetriebe so vor sich geht, dass im  mer nach dem Lösen der einen Kupplung  ohne mittlere Ruhestellung die Kupplungs  hälften der andern Kupplung in Eingriffs  bereitschaft gebracht werden, und dadurch,  dass dabei Klauenzähne der jeweils beim  Schalten schnelleren Kupplungshälfte in der  Drehrichtung vorn kürzere Seitenflanken  aufweisen als hinten, so dass die jeweils  zur Berührung gelangenden Kupplungshälf  ten zuerst immer voneinander abgewiesen  werden und erst dann zum Eingriff gelan  gen, wenn die zuerst langsamere Kupplungs  hälfte beginnt, die zuerst schnellere zu über  holen.  



  Es ist bekannt, eine einzelne     Klauen-          kupplung    durch     Absehrägung    von Zähnen      so auszubilden, dass sie bei bestimmtem Ge  schwindigkeitsverhältnis der Kupplungsteile  zueinander als Überholungskupplung wirkt.  Die obenbezeichnete, erfindungsgemässe  Kombination zweier solcher Klauenkupp  lungen mit der beschriebenen Schaltweise  ohne Einnahme einer mittleren Ruhestel  lung gewährleistet, dass zum Zeitpunkt der  Berührung .der beiden Kupplungshälften, die  zum Eingriff gelangen .sollen, ein bestimm  tes Geschwindigkeitsverhältnis derselben zu  einander obwaltet.

   Es kann also niemals  eintreten, dass die eine Kupplungshälfte, die  zur Wirkung der Kupplung als Überho  lungskupplung langsamer laufen muss als  die andere, zum Zeitpunkt der Schaltung  etwa schneller läuft, so dass die Wirkung  als Überholungskupplung nicht möglich  wäre, sondern ein plötzliches Ineinander  greifen der Kupplungshälften einträte; das  zu Zerstörungen führen müsste.  



  Am einfachsten erfolgt die Ausbildung  ,des. erfindungsgemässen Zweiganggetriebes  mit den beiden Klauenkupplungen in sol  cher Weise, dass eine verschiebbare Muffe  angeordnet wird, deren beide Enden mit  Kupplungsklauen vemsehen sind, wobei die  Klauenzähne im gleichen Sinne so abge  schrägt sind, dass ihre Stirnflächen im we  sentlichen parallel zueinander laufen. Bei  Verwendung einer solchen Kupplungsmuffe  ist die wechselweise Wirkung der Kupplung  als Überholungskupplungen gewährleistet  unter der Voraussetzung, dass ihre Schal  tung ohne Einnahme einer mittleren Ruhe  stellung in solcher Weisie vorgenommen  wird, dass die zum Eingriff gelangen sollen  den Kupplungshälften aneinander ange  drückt werden unverzüglich, nachdem das  Lösen ,der andern Kopplung vor sich ge  gangen ist.  



  Vorzugsweise wird das Zweigangwech  selgetriebe gemäss der Erfindung in folgen  der Weise ausgebildet: Die treibende und  die getriebene Welle werden konachsial zu  einander 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 an  dere mit einem lose auf der andern Haupt  welle sitzenden Zahnrad dauernd in ein  griff ist; mit einer der beiden Hauptwellen  läuft die vorher beschriebene Klauenmuffe  um, die wechselweise Verbindung mit einem  der auf den Hauptwellen angeordneten Rä  der herstellen kann.  



  Das Einrücken der Klauenkupplungen  wird zweckmässig durch Federn bewirkt, die  mittelst eines Hebels gespannt werden, der  wahlweise nur in die eine oder die andere  Endstellung gelegt werden kann und keine  mittlere Ruhestellung besitzt.  



  In Fig. 1 der Zeichnung ist eine bei  spielsweise Ausführung eines Getriebes ge  mäss der Erfindung schematisch dargestellt,  und zwar gibt Fig. 1 die Ansicht, wobei  ein Teil davon im Schnitt gezeichnet ist.  Die Stellung der Muffe 3, die in dieser Fi  gur wiedergegeben ist, kann in Wirklich  keit erfindungsgemäss nicht dauernd ein  genommen werden, sondern ist eine     Passier-          stellung,    die nur der klaren Veranschau  lichung wegen in Fig. 1 gewählt würde.  Die Fig. 2 und 3 sind schematische Um  fangsabwicklungen .der Klauenzähne von  Rad 2 und Muffe '3 bezw. von Muffe 3 und  Rad 6. Fig. 4 stellt .ein Beispiel eines zu  dem Getriebe nach Fig. 1 gehörigen Schalt  mechanismus in seitlicher Ansicht dar.  



  Auf der Antriebswelle 1 sitzt lose gela  gert ,das Zahnrad 2. Die Muffe 3 dreht sich  mit der Antriebswelle, ist aber auf dieser  verschiebbar. Das Ende der Antriebswelle  1. greift mit einem Zapfen 4 lose in die ge  triebene, konachsial zu ihr angeordnete  Welle 5 ein, auf der das Zahnrad 6 fest  aufgekeilt ist. Die Hin- und Herbewegung  der Muffe 3 wird durch, einen Hebel 7 be  wirkt, der auf die Ränder der Muffe einen  federnden Druck ausüben soll. Schematisch  ist dies. durch die Zwischenschaltung der       Druckfedern    8 und 9     angedeutet,    die: in der       dargestellten        Weisse        auf        Iden        Rähide@n    der  Muffe schleifen müssten.

   In     VV-irhlichkeit          wird    man irgendeine andere, bekannte Aus      führungsform für diese Einrichtung zum  federnden Andrücken des Hebels 7 zur Aus  führuug bringen. Die Muffe kann mit ihren  beiden Enden vermittelst Klauen in entspre  chende Klauen der Zahnräder 2 und 6 wech  selweise eingreifen. Seitlich zu den     kon-          achsialen    Hauptwellen 1, 5 ist eine zu ihnen  , ac -  parallele Zwischenwelle 10 gelagert, auf der  ein dauernd im Eingriff mit Zahnrad 2  stehendes Zahnrad 11 und ein dauernd im  Eingriff mit dem Zahnrad 6 stehendes Zahn  rad 12 aufgekeilt sind.

   Das Übersetzungs  verhältnis kann beispielsweise so gewählt  sein:, dass bei Einschaltung des Getriebes,  das heisst bei Verbindung der Muffe mit  dem Zahnrad 2, die angetriebene Welle ein  halbmal sehneller läuft als die treibende, so  dass .also eine Übersetzung ins Schnellere  vorgenommen wird. Ist die Muffe 3 im Ein  griff mit Zahnrad 6, so laufen treibende  und angetriebene Welle mit bleicher     Dreh-            und    das Getriebe läuft leer mit.  



  Die Stirnflächen der einzelnen Klauen  sind gegen die Ebene senkrecht zur Dreh  achse in solcher Weise abgeschrägt, dass die  Klauenzähne der beim Schalten schnelleren  Kupplungshälfte in der Drehrichtung vorn  kürzere Seitenflanken aufweisen .als hinten.  Die Kupplungen wirken also: als Überho  lungskupplungen. Es soll durch diese Ab  schrägung nicht etwa das Eingreifen der  Zähne beschleunigt werden, sondern im Ge  genteil, die Zähne sollen so lange vonein  ander abgewiesen werden, als die Dreh  zahlen der Kupplungshälften voneinander  verschieden sind, bezw. so lange, bis die zu  erst schnellere Kupplungshälfte beginnt, die  langsamere zu werden.  



  In Fig. 2 und 3 ist dies schematisch dar  gestellt, und zwar bei abgewickelter Kupp  lungsmuffe. Bei Leerlauf der Kupplung  gleiten die Zähne verhältnismässig sanft auf  einander und weisen sich gegenseitig ab. Die  Weichheit dieses Gleitens kann dadurch  noch erhöht werden, dass man den ganzen  Vorgang sich in Öl oder Fett abspielen lässt.  



  In Fig. 2 sollen die obern Zähne zu der  Kupplungshälfte des Rades 2 gehören, wäh-    rend die der Muffe 3 darunter dargestellt sind.  Die Pfeile A und B zeigen die Drehrich  tung an, während Pfeil C die Druckrich  tung der Feder  &  angibt.  



  Bei Fig. 3 gehören die obern Zähne zur  Muffe :3 und die untern zu Rad 6. Die Dreh  richtung ist wieder dürch die Pfeile A und  B und die Federdruckrichtung durch den  Pfeil C angegeben.  



  Es liesse sieh denken, dass man .auch nur  die eine Kupplungshälfte mit abgeschrägten  Klauenstirnseiten versähe, während die  Klauenstirnseiten der andern Hälfte in an  derer Weise (z. B. Rollen) leicht gleitend  gemacht wäre, doch wird man im allgemei  nen die gleichartige Ausbildung beider Hälf  ten vorziehen.  



  Nimmt man an, es hätte direkter An  trieb durch das beschriebene Getriebe statt  gefunden, das heisst die Muffe 3 ist mit  dem. Rad 6 in Eingriff gewesen, und man  will die Übersetzung einschalten, so wind  man den Hebel 7 in der Pfeilrichtung Z be  wegen und gleichzeitig oder gleich darauf  die Antriebskraft wegnehmen. Durch die  genannte Hebelbewegung kommen die  Klauen zwischen der Muffe 3 -und. dem Rad  6 ausser Eingriff und gleichzeitig wird die  Feder 8 gespannt. Infolge des Übersetzungs  verhältnisses der Zahnräder läuft das Rad  2 langsamer als die Muffe 3. Die Klauen  der Muffe 3 werden also, wie aus Fig. 2  ersichtlich ist, auf den schrägen Flächen der  Klauen des Rades 2 entlang gleiten.

   Infolge  der Verringerung der Umdrehungszahl der  antreibenden Welle, der die Antriebskraft  genommen ist und die in den meisten Fäl  len infolge der Eigenreibung einer Brems  wirkung unterliegt, die nötigenfalls auch  künstlich erhöht werden könnte, wird sich  die Drehzahl     ider    in fester     Verbindung    mit  der treibenden     Welle    befindlichen Muffe 3  sehr     schnell        verringern,    und zwar schneller,       a.ls    die     Drehzahl    des Rades 2 abnimmt, da,  dieses Rad     voraussetzungsgemäss    mit einer  grösseren Schwungmasse in     Verbindung     steht.

   Es     werden        also    innerhalb kurzer Zeit  die Drehzahlender :beiden Klauen gleich wer-      den, und die Klaue des Rades 2 wird be  ginnen, die der Muffe 3 zu überholen. So  bald dies eintritt, wird die Kupplung wirk  sam, denn jetzt wird sich zun Beispiel die  Kante 20 mit ihrer Spitze gegen die Spitze  der Kante '30 legen, so dass nunmehr das  Einschieben der Klauen in die gegenüber  liegenden Lücken infolge des Druckes der  Feder 8 vor sich geht. Natürlich ist ein klei  nes Spiel zwischen Klauenbreite und     Lük-          kenbreite    vorgesehen. Nun lässt man den  Kraftantrieb wieder auf die treibende Welle  1 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 7 in der Richtung des  Pfeiles D bewegt, so dass die linke     Klauen-          kuppung    ausgerückt wird unter gleich  zeitiger :Spannung der Feder 9. Gegebenen  falls 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 angetriebene Welle schneller  dreht als die treibende Welle.

   Damit beide  auf gleiche Tourenzahlen kommen, ist es  nötig, den Antrieb zu beschleunigen, was  sehr schnell erfolgt, da die treibende Welle  zur Zeit leer läuft. In der rechten Klauen  kupplung spielt sich nun der gleichartige  Vorgang ab, wie es vorher für die linke  beschrieben wurde. Wie in Fig. 3 darge  stellt, läuft zunächst das Rad 6 schneller  als Muffe 3, so dass die obern Klauen von  den untern 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 zurückbleiben wollenden Kupplungs  hälfte durch de 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 vor  eilende immer verhältnismässig sanft vor  sich gehen, da ja - nachdem vorher gleiche  Geschwindigkeit erreicht worden war - im  Höchstfalle nur :die während der     Zurückle-          gung    einer Klauenteilung erreichte Relativ  geschwindigkeit stossartig wirksam werden  kann.  



  Es wurde hier der Vorgang für ein  Übersetzungsgetriebe ins Schnellere geschil  dert, der sich bei einem Übersetzungsgetriebe  ins Langsamere analog abwickelt.  



  Die Schaltung des erfindungsgemässen  Wechselgetriebes ist derart, dass nur eine  der beiden Endstellen gewählt werden kann.  Eine Zwischenstellung, bei der beim Bei  spiel die Muffe 3 dauernd' ausgerückt wäre,  soll nicht möglich sein. Zu diesem Zwecke  ist beispielsweise eine Anordnung vorgese  hen, wie sie Fig. 4 zeigt. Hierbei ist der  Stellhebel 7 mit einer Stützrast 13 vier  sehen und gegen diese wirkt eine um einen  Querbolzen 14 schwenkbare Druckfeder 15,  durch die der Stellhebel nur in seinen äusser  sten Stellungen gegen Anschläge 19 in Ruhe  gehalten wird. Von. dem Stellhebel 7 führt  ein Lenker 16 zu einem um Achse 17  schwingbaren Hebel 18, welcher unter Ver  mittlung der Federn 8 und 9 an :die Muffe  3 angreift.  



  Das erfindungsgemässe Getriebe kann  vielseitige Verwendung finden, so zum Bei  spiel bei Kraftfahrzeugen. Hier bietet es  den Vorteil, dass es ermöglicht, auf einfache  Weise die Zahl der Gänge bei einem Kraft  fahrzeug zu verdoppeln, also zum Beispiel  aus einem Zweiganggetriebe .ein Viergang  getriebe! oder aus einem Dreiganggetriebe  ein Sechsganggetriebe zu machen, ohne dass  für das zusätzliche Getriebe eine besondere  Reibungskupplung erforderlich ist. Es ist  dabei .auch nicht notwendig, die dem ersten  Getriebe eventuell vorgeschaltete Reibungs  kupplung zur Schaltung des     Zusatzgetrie-          bes        zu    benutzen.  



  Eine     beispielsweise    weitere Anwendungs  möglichkeit für das,     erfinidiungsgemäss;e    Ge-      triebe ist ganz allgemein auch dort gegeben,  wo man zum Beispiel vier gleichgerichtete  Geschwindigkeiten erreichen will, wobei  dann zwei beschriebene Getriebe hinterein  ander angeordnet werden, ohne dass zum  Schalten überhaupt eine Reibungskupplung  nötig ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Zweigangwechselgetriebe, insbesondere an Kraftfahrzeugen, bestehend aus einer treibenden und einer .getriebenen Welle, die abwechselnd entweder direkt oder über ein Vorgelege miteinander verbunden werden, wobei zur wechselweisen Verbindung zwei Klauenkupplungen dienen, dadurch gekenn zeichnet, dass beim Schalten immer nach dem Läsen der einen Kupplung ohne mittlere Ruhestellung die Kupplungshälften der an dern Kupplung in Eingriffsbereitschaft ge bracht werden, dass aber .die Klauenzähne der beim Schalten schnelleren Kupplungs hälfte in der Drehrichtung vorn kürzere Seitenflanken aufweisen als hinten, so dass die jeweils zur Berührung gelangenden Kupplungshälften zuerst immer voneinan der abgewiesen werden und erst dann zum Eingriff gelangen, wenn .die zuerst langsa mere Kupplungshälfte beginnt, die zuerst schnellere zu überholen.

   <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Zweigangwechselgetriebe nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass beim. Lösen einer der beiden Klauen- kuppluugen zwangläufig die Kupplungs hälften der andern. Klauenkupplung fe dernd aneinander angedrückt werden und umgekehrt. 2. Zweigangwechselgetriebe nach Patentan spruch, gekennzeichnet durch eine ver- schiebbare Muffe, ,deren beide Enden mit Kupplungsklauen versehen sind, wobei die Klauenzähne im gleichen Sinne so abgeschrägt sind, d ass ihre Stirnflächen im wesentlichen parallel zueinander lau fen. 3.

   Zweigangwechselgetriebe nach Patentan spruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer seitlich zu konachsialen Hauptwellen angeord neten Zwischenwelle 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 andern Hauptwelle .angeordneten Zahnrad dauernd in Ein griff ist, und dass die Klauenmuffe, mit einer der beiden Hauptwellen umlau fend, wechselweise Verbindung mit einem der auf diesen Wellen angeordne ten Räder herstellt. 4.

   Zweigangwechselgetriebe nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1-3, da durch gekennzeichnet, dass das Aus- oder Einrücken der Klauenkupplungen durch Federn bewirkt wird, die mittelst eines Hebels gespannt werden, :der wahlweise nur in die eine oder in die andere End- stellung gelegt werden kann und keine mittlere Ruhestellung besitzt. 5. Zweigangwechselgetriebe nach Patentan spruch und Unteransprüchen 1-4, an Kraftfahrzeugen mit üblichem Getriebe, dadurch gekennzeichnet, dass es in Ver- bindiung mit Odem üblichen Kraftfahr zeuggetriebe ,als Zusatzgetriebe angeord net ist.