DE295116C - - Google Patents

Description

Man hat versucht, den Gang der Zahnräder im Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen dadurch geräuschlos zu machen, daß man den Zähnen möglichst ideale, theoretisch richtige Form gab. Es hat sich aber gezeigt, daß die Zahnform allein nicht genügt, iim einen geräuschlosen Gang zu erzielen; Nun hat man im Maschinenbau bereits in der Schrägstellung der Zähne ein Mittel zur Erreichung der Geräuschlosigkeit des Ganges gehabt, dieses Mittel schien aber bei Wechselgetrieben nicht anwendbar, weil der Achsialschub, welcher bei schrägen Zähnen auftritt, hier auf. achsial bewegliche Räder wirken würde. Der Achsialschub würde sich dann durch die Rädermuffe auf das Verschiebegestänge fortpflanzen, was schon aus betriebstechnischen Gründen unzulässig ist.

Zum Zweck der Aufhebung des > Achsialschubes ist es nun bekannt, Gegenzahnräder zu verwenden, bei denen die Neigung der Zähne gleich, aber in bezug auf die Symmetrieebene entgegengesetzt ist; Zahnrad und Gegenzahnrad haben dabei gleichen Durchmesser und können zu einem einzigen, einem sogenannten Pfeilrad, vereinigt werden. Diese Anordnung ist jedoch bei Wechselgetrieben ausgeschlossen, wiederum, weil die Wechselräder beim Wechsel der Schaltstufen achsial verschoben werden müssen.

Nach der Erfindung werden ebenfalls sämtliche Zahnräder des Wechselgetriebes mit schrägen Zähnen versehen. Um den Achsialschub der. verschiebbaren Wechselräder zu kompensieren, wird nach der Erfindung ebenfalls das bekannte Mittel des Gegenzahnrades angewandt, jedoch — entsprechend den geänderten Betriebsbedingungen — in einer vom Bekannten durchaus abweichenden Weise. Als Gegenzahnrad für die auf verschiebbarer Rä- 4» dermuffe sitzenden Wechselräder wird danach das stets im Eingriff stehende Zahnrad benutzt, welches mit ihnen auf der gleichen Welle sitzt. Diesem wird, in einer noch zu erläuternden Weise, der entgegengesetzte Achsialschub gegeben wie den auf der gleichen Welle sitzenden Wechselrädern. Um die beiden entgegengesetzt gerichteten Achsialschübe aufzunehmen, muß das stets im Eingriff stehende Zahnrad mit den verschiebbaren Wechselrädern starr verbunden sein ; und daher die gleiche Drehzahl besitzen. Dies ist aber nur dann möglich, wenn die verschiebbare Rädermuffe auf der Vorgelegewelle sitzt. Da ferner infolge der starren Verbindung der verschiebbaren Wechseiräder mit dem stets im Eingriff stehenden Zahnrad das letztere beim Umschalten mit verschoben wird, so muß dieses oder das mit ihm im Eingriff stehende Zahnrad der Hauptwelle eine achsiale Breite haben, welche um den achsialen Verschiebungsweg größer ist als die einfache achsiale Radbreite.

Was nun die Neigung der Zähne anbetrifft, so besteht zwischen den genahnten, durch ein Pfeilrad zu ersetzenden Gegenzahnrädern, die im folgenden kurz »Pfeilräder« genannt werden sollen, und Wechselrädern folgender Unterschied. Betrachtet man ein »Pfeilräd«; d. h. zwei miteinander gekuppelte gleichgroße Räder mit Zähnen entgegengesetzter Neigung,

(2. Auflage, ausgegeben am 12. November 1920.)

im Betrieb, so sieht man, daß die beiden Räder entweder beide treiben oder beide getrieben werden; sie arbeiten — anders ausgedrückt — . parallel. ^:

Betrachtet man im Gegensatz dazu die beiden nach, der Erfindung miteinander durch die gemeinsame Muffe starr gekuppelten Vorgelegeräder des Wechselgetriebes, von denen das eine immer, das andere in dem betreffenden

ίο Betriebszustand gerade in Eingriff steht, so ergibt sich, daß immer das eine getrieben und das andere treibend ist; diese Räder sind also^: hintereinander geschaltet. Während nun bekanntlich bei Pfeilrädern der Achsialschub durch entgegengesetzte Neigung der Zahnt aufgehoben wird, muß im Gegensatz dazu die Neigung der gekuppelten Räder des Wechselradgetriebes gleichgerichtet sein. Diese Anordnung weicht grundsätzlich. von bekannten

ao Anordnungen an Wechselrädergetrieben ab, bei denen die Aufhebung des Achsialschubes nur für einige der verschiedenen Stufen verwirklicht werden kann. ■ Die Neigung der Wechselräderzähne ist den verschiedenen Durchmessern der Räder derart anzupassen, daß der Achsialschub der Wechselnder nach der einen Seite bei jeder Schaltstellung von demj enigen der stets im Eingriff

. . stehenden Räder nach der anderen Seite genaii

aufgehoben wird. Das ist dann der Fall, wenn" die Tangente des Neigungswinkels der Wechselräderzähne dem Raddurchmesser propor-* tional ist, d.h. wenn die Ganghöhe der von den Zähnen gebildeten Schraubenlinien konstant ist.

Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Darin bedeutet α die Maschinenwelle, b die getriebene Welle, welche zur Erzielung der Höchstgeschwindigkeit durch die Kupplung c unmittelbar miteinander gekuppelt werden können. Auf der Maschinenwelle sitzt das Zahnrad d, welches mit dem Rad d' dauernd im Eingriff steht. Dieses ist mit den Wechselrädern e' und /' durch die gemeinsame Muffe g starr verbunden und auf der Vorgelegewelle h achsial verschiebbar; seine Breite ist gleich der Summe aus der. Breite des Rades d und dem Verschiebungsweg der Rädermuffe g. Verschiebt man letztere nach rechts, so kommt das Räderpaar e e' in Eingriff, und der Wagen fährt mit der ersten Geschwindigkeit; bei Verschiebung der Muffe g nach links greifen die Räder / /' ineinander, so daß der Wagen mit der zweiten Geschwindigkeit fährt. Die Bäder e und f sind auf der Welle b starr befestigt. Wie ersichtlich, ist die Neigung der Zähne bei den Räderpaaren e e' und ff zu der Achsenrichtung gleichgerichtet derjenigen bei dem Räderpaar.

dd^f, so daß sich die Achsialschübe in jeder Stellung aufheben.

',^Mittels der genannten drei Räderpaare lassen sich also drei Geschwindigkeitsstufen erzielen. Würde man bei einer größeren Stufehzahl das zugehörige Wechselräderpaar eben- "5 fälls'auf die Vorgelegewelle b. legen, so müßte man die heutzutage verlassene .Durchzugsschaltung anwenden, außerdem würde das Rad d' noch breiter werden müssen entsprechend dem vergrößerten Verschiebungsweg der Muffe g. Das ist jedoch konstruktiv nicht angängig. Die konstruktiv beste Lösung der Frage der höheren Stufenzahl bei dem Getriebe nach der Erfindung ist in der Figur angegeben. Sie besteht in der Hinzufügung weiterer Vorgelegewellen, und zwar je einer Vorgelegewelle für eine oder höchstens zwei weitere Schaltstufen. Die Figur stellt ein Getriebe für fünf Schaltstufen dar. In dem Gehäuse i ist nämlich außer der bereits genannten Vorgelegewelle h noch eine weitere Vorgelegewelle k gelagert, welche auf gemeinsamer Muffe I die Wechselräder m' undft' sowie das breite, stets im Eingriff mit d stehende Zahnrad d" trägt. Durch Verschieben der Muffe Γ . auf der Welle k wird entweder das Räderpaar mm' oder das Räderpaar nn'.in Eingriff gebracht.

Die Achsialschübe, welche auf die Maschinenwelle α und die getriebene Welle b wirken, könnten von den Lagerflächen op aufgenommen werden. Gegen diese bewegen sich jedoch die Bundflächen beider Wellen α und b mit der vollen Umdrehungsgeschwindigkeit. Besser ist die in der Figur gezeichnete Kon- ⁹^ struktion, bei der die Lagerflächen op vollkommen entlastet sind. Die Achsialschübe werden von den Anschlagflächen q und r aufgenommen, an denen nur die Differenz der Geschwindigkeiten der beiden Wellen α und b ^l°° und daher ein weit geringerer Arbeitsverlust auftritt.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welchem die Zähne der Zahnräder schräg stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Vorgelegewelle angeordnete verschiebbare Wechselrädermuffe mit dem stets im Eingriff stehenden Zahnrad starr verbunden ist, zum Zweck, den durch die Schrägstellung der Zähne verursachten Achsialschub des einen Rades durch das andere Rad aufzuheben. ,■ . ■

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der beiden Räder des stets iin Eingriff stehenden Räderpaares eine der Verschiebung ia der Rädermuffe entsprechende Breite besitzt. ■ '

3· Qetriebe nach Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangente des Neigungswinkels der Wechselräderzähne dem Raddurchmesser proportional, d. h. die Ganghöhe der von den Zähnen gebildeten Schraubenlinien konstant ist, zum Zweck, einen genauen Ausgleich der Achsialschübe bei allen Schaltstellungen zu erzielen. .

4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsialschübe der treibenden Welle an Anschlagflächen der Treibwelle aufgenommen werden, und umgekehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.