<Desc/Clms Page number 1>
Freilaufkupplung in Verbindung mit einem Wecbselgetriebe.
In den britischen Patentschriften Nr. 248183 und Nr. 239894 ist eine Freilaufkupplung für die Verbindung einer treibenden mit einer getriebenen Welle beschrieben, bei welcher der innere und der äussere Kupplungsteil gleichaehsig angeordnet sind und von denen der eine mit der treibenden und der andere mit der getriebenen Welle verbunden ist. Die gegenüberliegenden konischen Flächen der beiden Teile sind durch eine Rinne von gleichförmiger Breite voneinander getrennt. In der Rinne sind Rollen eingesetzt, so zwar, dass ihre Achsen gegenüber denen der Kupplungsteile eine gemeinsame : Neigung besitzen.
In der einen Drehriehtung entsteht infolge der Reaktion zwischen den treibenden und den getriebenen Teilen eine Komponente in der Achsenriehtung der Wellen, die eine Relativbewegung in axialer Richtung zwischen den inneren und äusseren konischen Teilen und infolgedessen ein Verkeilen der Rollen zwischen diesen Teilen hervorruft und sie miteinander fest verbindet.
Wenn die Drehrichtung umgekehrt wird, so verursacht die axiale Teilkomponente des Reaktionsdruckes eine relativ axiale Bewegung zwischen den inneren und äusseren konischen Teilen in entgegengesetzte Richtung, so dass diese voneinander gelöst werden.
Damit die Rollen in ihrer ganzen Breite die konischen Mantelflächen berühren, ist die innere leicht konkav und die äussere leicht konvex gekrümmt. Die Erzeugenden der Kegel sind in Abhängigkeit von der Neigung der Rollenachsen leicht gekrümmt.
EMI1.1
welchen die Kupplungsteile nach Lösen einer Schaltgabel durch eine Feder eingerückt und in der Eingriffsstellung durch dieselbe festgehalten werden.
EMI1.2
selbst, als eine Freilaufkupplung der beschriebenen bekannten Art auszubilden. Der durch die Feder nach dem Lösen der Schaltgabel eingeleitete Kupplungseingriff der Teile der Kupplung mit schräg- liegenden Rollen wird dann durch die Axialkomponente des Reibungswiderstandes zwischen den schräg- liegenden Rollen und den Flächen der Kupplungsteile vollendet und aufrechterhalten.
Die Vorteile einer solehen, mit einer Freilaufkupplung ausgestalteten Anordnung liegen vor allem darin, dass bei dieser in einfacher und sicherer Weise nach Lösen der Gabel die Kupplungsteile in Eingriff gelangen und erhalten werden und die Kupplung trotzdem Freilaufwirkung aufweist, d. h. ausser Eingrift gelangt, wenn die Richtung der Axialkomponente des Reibungswiderstandes zufolge Änderung der relativen Drehrichtung der beiden Kupplungsteile sich umkehrt.
Bei der Anwendung der Erfindung auf ein Wechselgetriebe sind alle Wechselräder auf der treibenden und angetriebenen Welle stets in Eingriff und für jeden Rädersatz ist eine Ereilaufkupplung der beschriebenen Art angeordnet. Das gewünschte Wechselrad wird durch Auslösen der bezügliche Schalt-
EMI1.3
verhindert, wogegen alle andern Kupplungen der einzelnen Räderpaare durch ihre Schaltgabel ausser Eingriff gehalten werden und die mit denweehselrädern fest verbundenen Kupplungsteile lose auf der Welle umlaufen.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird das Umschalten der Wetbselräder durch die Einstellung des Schalthebels vorbereitet. Der eigentliche Übergang erfolgt erst dann, wenn ein Pedal oder ein Handhebel gleichzeitig niedergedrückt wird. Es ist klar, dass in manchen Fällen-beispielsweise
EMI1.4
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
wenn der Fahrer ungeübt oder ungeschickt ist.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Kupplung für zwei gleichachsige Wellen, Fig. 2 eine andere, teilweise geschnittene Ausführungsform einer Kupplung für ein Wechselgetriebe, dessen Wechselräder stets in Eingriff stehen, Fig. 3 einen lotrechten Mittelschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Wechselgetriebes, Fig. 4ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 die schematische Darstellung
EMI2.2
einer andern Ausführungsform, bei der die Kupplung der beschriebenen Art festgehalten werden kann, so dass die Vorrichtung als Bremse wirkt.
In Fig. l stellen A und B zwei gleichachsige Wellen dar. 0 und D sind der innere und der äussere Teil einer Kupplung mit schief gestellten Rollen E. Der äussere Teil D ist mit der Welle B fest verbunden und gegen axiale Verschiebung auf dieser gesichert. Der innere Teil C ist auf der Welle A versehieblieh angeordnet, jedoch mit dieser auf Drehung verbunden und kann sich in begrenztem Masse axial verschieben.
Der innere Teil 0 besitzt Flanschen F, zwischen denen die schiefen Rollen E gelagert sind.
Zwischen dem Flansch F und einem Flansch 1, der auf der Welle A lose sitzt, greift eine Schaltgabel H ein, die in der ausgerückten Stellung der Kupplung den inneren Teil C festhält und diesen daran hindert, sich unter der Wirkung einer zwischen einem Bund K und dem Flansch 1 auf der Welle A angeordneten Feder J axial zu verschieben und mit dem äusseren Teil D in Eingriff zu gelangen.
Wenn die Schaltgabel H gelöst ist, wird der innere Teil C durch die Feder J gegen den Teil D verschoben, bis zwischen den Rollen und den beiden Kupplungsteilen der Eingriff hergestellt ist. Dies erfolgt sofort, der innere Teil 0 wird weiter gegen den Teil D verschoben und der Druck zwischen den Kupplungsteilen und Rollen wächst an, bis die Kupplung fest eingerückt ist und die Kraft von der Welle H auf die Welle B übertragen wird.
Ausser der ursprünglichen Federspannung, die notwendig ist, um zwischen den Rollen und den Kupplungsteilen den Eingriff herzustellen, wird der gesamte für die Kraftübertragung notwendige Kupplungsdruck durch das zu übertragende Drehmoment erzeugt und ist diesem proportional.
Der Eingriff ist so lange gesichert, als ein Antriebsdrehmoment in einer bestimmten Richtung vorhanden ist ; ändert sich aber die Richtung des Drehmomentes etwa dadurch, dass die getriebene Welle mit einer grösseren Drehzahl als die treibende umläuft-wenn beispielsweise die Drehzahl des Motors des Wagens abnimmt-so wird der innere Kupplungsteil von dem äusseren weggedrückt, der Druck zwischen den Kupplungsteilen und den Rollen ist aufgehoben und die Kupplung gelöst.
Nachdem die Feder aber noch wirksam ist und die Kupplungsteile und Rollen in Eingriff zu bringen sucht, wird die Kupplung in dem Augenblick wieder eingerückt werden, in welchem das entgegengesetzt wirkende Drehmoment verschwindet.
Die Kupplung stellt also eine Freilaufkupplung dar, die, sich selbst überlassen, als normale Freilaufkupplung wirkt (wenn die Schaltgabel gelöst ist und die getriebene Welle rascher umläuft als die getriebene), erforderlichenfalls aber durch Festhalten des einen ihrer Teile mittels der Schaltgabel daran gehindert werden kann, die Kraft von der Welle. A auf die Welle B sowohl in der einen als auch in der andern zu übertragen.
Das Drehmoment wird durch eine grosse Zahl von Rollen übertragen, die in Linienberührung mit dem inneren und äusseren Kupplungsteil stehen, so dass ein gleichmässiges Anliegen erzielt und die Abnutzung der Rollen und der Kupplungsteile auf ein Mindestmass herabgesetzt wird.
Die Anordnung kann natürlich so getroffen werden, dass der innere Teil der Kupplung auf seiner Welle festsitzt und der äussere Teil der Kupplung auf seiner Welle verschiebbar angeordnet ist.
In Fig. 2 ist eine Kupplung dargestellt, die geeignet ist, mit einem Wechselgetriebe, dessen Räder stets in Eingriff stehen, in Anwendung zu gelangen. Die Welle B wird durch die Vorgelegewelle A'ange- trieben, auf welcher in gewöhnlicher Weise Zahnräder (in der Zeichnung nicht dargestellt) sitzen, die mit auf der Welle B befestigten Zahnrädern in Eingriff stehen. Der innere Teil 0 der Kupplung ist auf der Motorwelle A axial verschiebbar angeordnet und durch die Schaltgabel H entgegen der Kraft der Feder J ausser Eingriff mit dem äusseren Teil D gehalten. Das Zahnräderpaar K, L des Wechselgetriebes ist stets in Eingriff und das mit dem äusseren Kupplungsteil D aus einem Stück hergestellte Zahnrad L auf einer Büchse M der Welle B lose aufgesetzt.
Durch Ausheben der Schaltgabel H werden die Kupplungteile C, D durch die Feder J in Eingriff gebracht.
In den Fig. 3 und 4 ist die Kupplung in Verbindung mit einem Wechselgetriebe eines Kraftwagens od. dgl. dargestellt, bei welchem der Schalthebel und der Auswählermechanismus so angeordnet sind, dass die Stellungen und Bewegungen des Hebels mit jenen der gebräuchlichen Type übereinstimmen.
1 bezeichnet die Motorwelle, 2 die Vorglegewelle und 3 die Haupt- oder Antriebswelle, Alle Räder des Getriebes stehen stets in Eingriff und die gewünschte Geschwindigkeit wird durch Auslösen der Schaltgabel erhalten, welche die entsprechende Feder hindert, den zugehörigen inneren Teil in den äusseren Teil der Kupph ng zu verschieben.
<Desc/Clms Page number 3>
4, 5 bezeichnen den äusseren und den inneren Teil der mit dem die höchste Geschwindigkeit ergebenden Räderpaar verbundenen Kupplung, 6,7 die der zweiten, 8, 9 die der ersten Stufe und 10, 11 die de- ! Rüekwärtsganges.
Die äusseren Teile 6, 8 und 10 der Kupplungen setzen sich in Lagerteile. 22, 23, 24 fort, die aus einem Stück mit den entsprechenden Wechselrädern bestehen. welche mit den Zahnrädern 15, 16, 17 einer auf der Vorgelegewelle 2 sitzenden Hülse in Eingriff stehen. Der äussere Teil 4 ist mit der Welle 1 verbunden, die die Vorgelegewelle bzw. deren Hülse in der üblichen Weise mittels Stirnrädern 19, 20 antreibt. Die äusseren Teile 4,6, 8, 10 sind mit ihren Lagern durch vorzugsweise heiss eingetriebene Bolzen 21 verbunden, die auch als Bolzen zur Übertragung der Kraft dienen.
Die inneren Teile 5, 7. 9, 11 sind mit ringförmigen Scheiben 22, 22 (t, 22b, 22c zum Festhalten der Rollen und mit Laufringen 23 2 : Ja, 2-3b, 2-3c für die Sehaltgabeln versehen. Die Laufringe 2. 3 usw. dienen gleichfalls zum Festhalten der Rollen. Die Aussenteile 6, 8 der Kupplung laufen auf Büchsen 24, 25, die auf der Welle 3 aufgekeilt sind, wogegen der Aussenteil 10 der Kupplung für den Rüekwärtsgang auf einem Rollenlager 26 läuft.
Die Lagerteile 12, 13 sind mittels fester Gabeln 27, 28 und das Zahnrad 14 für den Rückwärtsgang ist mit einem Flansch 29 auf der Hauptantriebswelle gegen Verschiebung gehalten. Eine Kupplungsfeder. 30 ist mit einem Ende in der Büchse 24 und mit dem andern Ende in einer Ausnehmung des Ringes 2-3 der Schaltgabel. 31 befestigt, Die Feder. 30 sucht den inneren Teil 5 nach links zu bewegen und mit dem äusseren Teil 4 in Eingriff zu bringen.
Eine in Ausnehmungen der Ringe 2. 3 ss und 28b der Schaltgabeln 31a und 31b liegende Kupplungs- feder 30 ss sucht den Innenteil 7 nach links und den Innenteil 9 nach rechts zu bewegen und mit ihren entsprechenden Aussenteilen 6, 8 in Eingriff zu bringen. Eine mit einem Ende in einer Büchse 25 und mit dem andern Ende in einer Ausnehmung des Ringes 23c für die Schaltgabel31 c befestigte Kupplungsfeder. 30 c sucht den Innenteil J2 der Kupplung für den Rüekwärtsgang mit dem Aussenteil 10 derselben zu kuppeln.
Die Schaltgabel 32 c der Kupplung für den Rückwärtsgang ist mit einer Hülse 32 verbunden, die auf einer parallel zur Welle : J angeordneten und fix gelagerten Spindel 33 verschiebbar ist, wogegen die Schalt-
EMI3.1
Eine Umschaltschwinge 36 ist um eine feste Spindel 37 mittels eines Umschalthebels, S schwenkbar, der auf gebräuchliche Art befestigt ist, so dass er in zwei zueinander senkrechten Ebenen bewegt werden kann. Eine am unteren Ende des Hebels 88 befestigte Kugel lagert in der gezeichneten Stellung in einer Nut 39 des Armes 40 der Schwinge. Die Schwinge ist an beiden Enden mit Bogenschlitzen 41, 42 versehen, deren untere Teile in bezug auf die Spindel. 37 konzentrisch liegen und deren obere Teile sich verbreitern, um dem einen oder dem andern der in die Schlitze eingreifenden Bolzen 43, 44 eine begrenzte Bewegung nach rechts zu ermöglichen, wenn die Schwinge in einer der beiden Richtungen aus ihrer Mittellage verschwenkt wird.
Der Bolzen 4. 3 ist mit der Hülse 35 und der Bolzen 44 mit der Hülse 32 verbunden.
Wenn der Hebel 38 so betätigt wird, dass der Schlitz 41 gesenkt und der Schlitz 42 gehoben wird, wird der Bolzen 43 und mit diesem die Schaltgabel. 31b für eine Bewegung nach rechts freigegeben und der Innenteil 9 unter der Wirkung der Feder 30a mit dem Aussenteil 8 der Kupplung für die erste Stufe in Eingriff gebracht, während die andern Kupplungen lose umlaufen.
Wenn der Hebel in der entgegengesetzten Richtung betätigt wird, werden der Bolzen 44, die Hülse 32 und die Schaltgabel 31 c der Kupplung für den Rückwärtsgang nach rechts freigegeben und die Kupplungsteile unter dem Einfluss der Feder. 30c, 10, 11 eingerÜckt.
Der Umsehalthebel 38 wird durch Federn 45,46 (Fig. 4) in seiner Mittelstellung gehalten. Eine umstellbare Sperrvorrichtung 47 von bekannter Art kann überdies angebracht werden.
Eine zweite Schwinge 36a ist auf der Spindel 37 in gleicher Wise pend parallel zur Schwinge 36 angeordnet. Die Schlitze sind in der Schwinge so angeordnet, dass entweder die Schaltgabel 31 der Kupplung 4, 5 für die höchste Geschwindigkeit oder die Schaltgabel31 n der Kupplung 6,7 für die zweite
EMI3.2
zugehörigen Kupplungen sind innerhalb eines Gehäuses 48 angebracht.
In der Mittelstellung des Umsehaltehebels befinden sich die Bolzen 43,44 in dem konzentrischen Teil aller Kurvenschlitze und die Innenteile sämtlicher Kupplungen werden demnach gegen Verschiebung in die Aussenteile durch die Federn festgehalten. Anderseits gelangt in jeder Schaltstellung des Hebels 38 eine Kupplung mit dem entsprechenden Räderpaar in Eingriff.
Die Wechselräder, Wellen, Lager und das Gehäuse besitzen die für Wechselgetriebe mit konstantem Eingriff übliche Ausführung.
Der Übergang von einer Stufe auf eine beliebige andere ist ausserordentlich einfach, so dass selbst
EMI3.3
ordentlich hoher Geschwindigkeit sehr leicht zu bewerkstelligen, nachdem durch die Freilaufwirkung der Kupplung verhindert wird, dass durch das Durchlaufen des Wagens das Getriebe beschädigt wird, wenn die niedere Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet ist. In dem Augenblick, wo die Motor-und die Vorgelegewelle eine genügend hohe Drehzahl erreicht haben, wird der Antrieb selbsttätig und ruhig hergestellt. Weiter wird der Brennstoffverbrauch bedeutend verringert.
<Desc/Clms Page number 4>
In Fig. 5 ist eine Ausführungsform eines Wechselgetriebes mit Vorschaltung dargestellt. Die Gesamtanordnung der Motor-, Antriebs-und Vorgelegewelle, sowie der Zahnräder und des Getriebekastens ist dieselbe, wie bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten und oben beschriebenen Konstruktion. 51 bezeichnet die Antriebswelle, 52 die Vorgelegewelle. Die Aussenteile 5. 3, 54 der Kupplungen sind mit den Zahnrädern 55, 56 verbunden, die mit den auf der Vorgelegewelle 52 sitzender Fahrrädern 57, 58 der ersten bzw. zweiten Stufe stets in Eingriff stehen.
So, wie bei der Konstruktion nach Fig. 3 und 4, drehen sieh auch hier die Aussenteile 53, 54 und die We zhselräder 55,56 lose auf der Welle 51, solange nicht einer der zugehörigen Innenteile 59 oder 60 unter der Wirkung der Feder 61 bzw. 61'mit seinem zugehörigen Aussenteil in Eingriff gebracht wird. Zwischen einem Bund 6. 3 der Welle 51 und einem Flansch 64 einer auf der Welle verschiebbaren und an dem Innenteil 59 der Kupplung befestigten Hülse 59'ist eine Feder 61, eingesetzt. Die Feder M'liegt in gleicher Weise zwischen einem Bund 63'und einem Flansch 64'einer mit dem Innenteil 60 der andern Kupplung verbundenen Hülse 60', Die Schaltgabeln 65, 65'be, itzen Hebelfortsätze, die an waagrechten Bolzen 66, 66'von annähernd waagrecht angeordneten Armen 67, 68 und 67', 68'befestigt sind.
Die Arme 67, 67'enden in Nasen 69,69', die fallweise in Ausnehmungen 70. 70' einer Stange 71 eingreifen. Ein an einer Stange 74 befestigter Zapfen 72 greift in einen waagrechten Schlitz 7,'3 am Ende der Stange 71 ein. Die Stange 74 ist bei 75 an einem um einen Zapfen 77 drehbaren Tritthebel 76, beispielsweise dem Hebel für die Hauptkupplung des Wagens, drehbar befestigt. In ihrer normalen Lage wird die Stange 71 durch eine Feder 79 mit ihrem rechten Ende an einen Anschlag 78 gedrückt. Die Feder 79 ist mit einem Ende an der Stange 71 und mit dem andern Ende an einem Fix- punkt 80 befestigt.
Die Ausnehmungen 70, 70'der Stange 71 besitzen eine solche Form, dass bei Betätigung des Tritthebels 76 und durch die hiebei erfolgende Rechtsbewegung der Stange 71 die in die bezügliche Ausnehmung eingreifende Nase 69 oder 69'der Arme 67, 67'gehoben wird. Das untere Ende des Armes 81 eines um den Zapfen 83 drehbaren Umsehaltehebels 58 ist durch eine Verbindungsstange 84 mit einer Stange 85 verbunden. Auf dem abgesetzten Teil 86 der Stange 85 ist ein Blockstück 89 mittels eines Auges 88 aufgeschoben. Zwischen dem Augenstück 88 und einem Bund 92 des abgesetzten Teiles 86 einerseits und dem Kopf der Stange 55 anderseits sind Federn 90, 91 eingesetzt.
In dem unteren Teil des zur Stange 71 parallel angeordneten Blockstückes 89 sind zwei Ausnehmungen 9. 3, 9. 3' vorgesehen,
EMI4.1
nehmungen 93, 93'liegen in einem solchen Abstand voneinander, dass die Rast 93 gegenüber der Nase 94 zu liegen kommt, wenn der Federbolzen 95 de, Umchaltehebels 82 in einer Rast. 96 eines festen Bogen- stückes 97 liegt und die Federn 90 und 91 in gleichem Mass zusammengedrückt sind. Umgekehrt kommt die Ausnehmung 93'gegenüber der Nase 94'zu liegen, wenn der Federbolzen 95 in die Rast 96'eingreift und die Federn 90 und 91 gleich stark zusammengedrückt sind.
In der in Fig. 5 dargestellten Lage wurde der Innenteil 59 durch die Feder 61 in den Aussenteil 5. 3 der Kupplung eingerückt, so dass die Welle 51 durch das Zahnräderpaar 55,57 angetrieben wird. In dieser Lage ruht die Nase 94'der Schaltgabel 65'auf der unteren Fläche des Blockstückes 89, während die Nase 69'aus der Rast 70'ausgehoben ist. Die Feder 62 ist zusammengedrüekt und das Zahnrad 56 und der Aussenteil 54 laufen lose auf der Welle 51, die durch die Stirnräder 57,55 angetrieben wird.
Wenn nun der Schalthebel 82 nach rechts gedreht wird, so dass der Federbolzen 95 in die Rast 96' eingreift und hiedurch die Feder 91 zusammengedrückt und die Feder 90'entspannt wird, so muss nun erst der Tritthebel 76 betätigt werden, damit ein Geschwindigkeitswechsel stattfindet. In diesem Fall wird der Arm 67 gehoben, so dass einerseits die Schaltgabel 65 nach links bewegt und hiedurch die Feder 61 zusammengedrückt und der innere Kupplungsteil 59 aus dem äusseren Teil 53 ausgerückt wird, anderseits wird der Arm 68 gesenkt und somit die Nase 94 aus der Rast 93 gehoben.
Unter der Wirkung der zusammengedrückten Feder 91 auf das Augenstück 88 wird nun das Bloekstück 59 nach links verschoben, bis die Rast 93'über die Nase 94'zu liegen kommt und diese nun unter der Wirkung der Feder 61'in die Rast zu einschnappt, während zu gleicher Zeit die Kupplung 54, 60 eingerückt wird, so dass nun die Welle 51 durch das Stirnräderpaar 56, 58 angetrieben wird. Wird nun wieder der Hebel 82 nach links bewegt, so dass der Federbolzen 95 in die Rast 96 eingreift, und hierauf der Tritthebel niedergedrückt und losgelassen, so ist wieder auf die andere Stufe umgeschaltet, in welcher die Welle 51 durch die Zahnräder 55,57 angetrieben wird und die Zahnräder 56, 58 von der Welle 51 entkuppelt sind.
Obgleich in der Fig. 5 nur zwei Geschwindigkeitsstufen dargestellt sind, kann die Vorrichtung auch für mehr als zwei Verwendung finden. In. diesem Falle ist der Schalthebel 82 mit einer zweiten Stange verbunden, auf der ebenfalls ein Block aufgeschoben ist, während die Stange 71 durch eine sich drehende Nocken-oder Nutenscheibe ersetzt werden kann.
Wie erwähnt, ist jede der erfindungsgemässen Ausfülmmgsformen als Freilaufkupplung für den Fall ausgebildet, dass die getriebene Welle durchläuft und die von der Neigung der schräg liegenden Rollen herrührende Axialkomponente des Reibungswiderstandes die in Eingriff stehende Kupplung ausrückt.
Die Kupplung kann jedoch auch so ausgebildet werden, dass die Freilaufwirkung aufgehoben wird und die Kupplung als Bremse Verwendung finden kann.
Fig. 6 zeigt eine für diesen Zweck geeignete und der in Fig. 2 gezeichneten Kupplung ähnliche Vorrichtung, bei welcher ausser der Schaltgabel H-nach deren Ausheben der innere Teil 0 in den äusseren
<Desc/Clms Page number 5>
Teil D der Kupplung durch die Feder J eingerückt wird-noch eine zweite Schaltgabel M angeordnet ist. Die Schaltgabel M ist mit einer Scheibe N verbunden, die an ihrem Umfang Klauen oder Zähne 0 besitzt, mittels welchen die Scheibe in gleiche Klauen oder Zähne 0'des äusseren Kupplungsteiles eingreifen kann. Die Scheibe N ist mittels eines Keiles P mit einer Hülse Q des Innenteiles C verbunden und auf der Hülse verschiebbar.
Soll nun ein Freilauf vermieden werden, so wird die Schaltgabel M mittels eines Hebels nach rechts bewegt, so dass die Zähne 0, O'in Eingriff gelangen, die eine Form besitzen, die die Umkehrung des Antriebes gestattet.
Jede der in den Fig. 3,4, 5 dargestellten Kupplungen kann mit der in der Fig. 6 gezeichneten Vorrichtung versehen werden.
EMI5.1
eines Kraftwagens gezeigt wurde, kann sie natürlich auch für verschiedene andere Zwecke, z. B. für Motorboote, und im allgemeinen für Werkzeugmaschinen Verwendung finden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Freilaufkupplung, bei welcher der Eingriff der Kupplungsteile für gewöhnlich durch eine Sehaltgabel verhindert wird, hingegen nach Lösen derselben eine Feder den Eingriff der Kupplungsteile zu bewirken strebt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung als eine an sich bekannte Freilaufkupplung mit schrägliegenden Rollen ausgebildet ist, so dass der durch die Feder eingeleitete Eingriff der Kupplungteile durch die Axialkomponente des Reibungswiderstandes zwischen den schrägliegenden Rollen und den Flächen der Kupplungsteile, zwischen denen diese Rollen eingesetzt sind, vollendet und aufrechterhalten wird.
<Desc / Clms Page number 1>
Overrunning clutch in connection with a reversing gear.
In British Patents No. 248183 and No. 239894, an overrunning clutch for connecting a driving shaft to a driven shaft is described, in which the inner and outer coupling parts are arranged identically and of which one is with the driving shaft and the other with the driven one Shaft is connected. The opposite conical surfaces of the two parts are separated from one another by a groove of uniform width. Rollers are used in the channel so that their axes have a common inclination with respect to those of the coupling parts.
In one direction of rotation, as a result of the reaction between the driving and driven parts, a component arises in the axial direction of the shafts, which causes a relative movement in the axial direction between the inner and outer conical parts and consequently a wedging of the rollers between these parts and they hold together connects.
If the direction of rotation is reversed, the axial partial component of the reaction pressure causes a relatively axial movement between the inner and outer conical parts in the opposite direction, so that these are released from one another.
So that the entire width of the rollers touch the conical outer surface, the inner one is slightly concave and the outer one is slightly convex. The generatrices of the cones are slightly curved depending on the inclination of the roller axes.
EMI1.1
which the coupling parts are engaged by a spring after releasing a shift fork and held in the engaged position by the same.
EMI1.2
even to train as an overrunning clutch of the known type described. The clutch engagement of the parts of the clutch with inclined rollers initiated by the spring after releasing the shift fork is then completed and maintained by the axial component of the frictional resistance between the inclined rollers and the surfaces of the clutch parts.
The advantages of such an arrangement designed with a one-way clutch are, above all, that in this arrangement the clutch parts come into engagement and are retained in a simple and safe manner after releasing the fork and the clutch still has a free-wheeling effect, ie. H. out of engagement if the direction of the axial component of the frictional resistance is reversed due to a change in the relative direction of rotation of the two coupling parts.
When the invention is applied to a change gear, all change gears on the driving and driven shaft are always in mesh and an overrun clutch of the type described is arranged for each set of gears. The desired change gear is activated by triggering the relevant switching
EMI1.3
prevented, whereas all other clutches of the individual pairs of wheels are kept out of engagement by their shift fork and the coupling parts firmly connected to the alternating wheels rotate loosely on the shaft.
In one embodiment of the invention, the switching of the Wetbselräder is prepared by adjusting the shift lever. The actual transition only takes place when a pedal or a hand lever is depressed at the same time. It is clear that in some cases-for example
EMI1.4
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
if the driver is inexperienced or inept.
In the drawings, several embodiments of the invention are shown, u. Zw. Fig. 1 shows a partially sectioned coupling for two coaxial shafts, Fig. 2 shows another, partially sectioned embodiment of a coupling for a change gear, the change gears are always in engagement, Fig. 3 is a vertical center section through another embodiment of a Change gear, Fig. 4 is a section along the line 4-4 of Fig. 3, Fig. 5 is the schematic representation
EMI2.2
another embodiment, in which the coupling of the type described can be retained so that the device acts as a brake.
In Fig. 1, A and B represent two coaxial shafts. 0 and D are the inner and the outer part of a coupling with inclined rollers E. The outer part D is firmly connected to the shaft B and secured against axial displacement on it. The inner part C is arranged accidentally on the shaft A, but is connected to it for rotation and can move axially to a limited extent.
The inner part 0 has flanges F between which the crooked rollers E are mounted.
Between the flange F and a flange 1, which sits loosely on the shaft A, a shift fork H engages, which holds the inner part C in the disengaged position of the clutch and prevents it from moving under the action of a collar K and to move the flange 1 on the shaft A arranged spring J axially and to come into engagement with the outer part D.
When the shift fork H is released, the inner part C is shifted by the spring J against the part D until the engagement between the rollers and the two coupling parts is established. This happens immediately, the inner part 0 is shifted further against part D and the pressure between the clutch parts and rollers increases until the clutch is firmly engaged and the force is transmitted from shaft H to shaft B.
In addition to the original spring tension, which is necessary to establish the engagement between the rollers and the clutch parts, the entire clutch pressure necessary for the power transmission is generated by the torque to be transmitted and is proportional to this.
The engagement is secured as long as there is a drive torque in a certain direction; but if the direction of the torque changes, for example, because the driven shaft rotates at a higher speed than the driving shaft - if, for example, the speed of the motor of the car decreases - the inner coupling part is pushed away from the outer one, the pressure between the coupling parts and the Rolling is canceled and the clutch released.
After the spring is still effective and tries to bring the clutch parts and rollers into engagement, the clutch will be re-engaged at the moment in which the opposing torque disappears.
The clutch is therefore an overrunning clutch which, left to its own devices, acts as a normal overrunning clutch (when the shift fork is released and the driven shaft rotates faster than the driven shaft), but can be prevented if necessary by holding one of its parts with the shift fork , the power of the wave. A to be transferred to wave B both in one and in the other.
The torque is transmitted through a large number of rollers that are in line contact with the inner and outer coupling parts, so that an even fit is achieved and the wear on the rollers and the coupling parts is reduced to a minimum.
The arrangement can of course be made so that the inner part of the coupling is firmly seated on its shaft and the outer part of the coupling is arranged displaceably on its shaft.
In Fig. 2, a clutch is shown which is suitable for use with a change gear whose wheels are always in engagement. The shaft B is driven by the countershaft A ′, on which gear wheels (not shown in the drawing) sit in the usual way, which mesh with the gear wheels fastened on the shaft B. The inner part O of the clutch is arranged axially displaceably on the motor shaft A and is held out of engagement with the outer part D by the shift fork H against the force of the spring J. The pair of gears K, L of the change gear is always in mesh and the gear L, which is manufactured in one piece with the outer coupling part D, is loosely placed on a sleeve M of the shaft B.
By lifting the shift fork H, the clutch parts C, D are brought into engagement by the spring J.
3 and 4, the clutch is shown in connection with a change gear of a motor vehicle or the like, in which the shift lever and the selector mechanism are arranged so that the positions and movements of the lever correspond to those of the usual types.
1 designates the motor shaft, 2 the pre-shift shaft and 3 the main or drive shaft, all gears of the transmission are always in mesh and the desired speed is obtained by releasing the shift fork, which prevents the corresponding spring from moving the associated inner part into the outer part of the To move Kupph ng.
<Desc / Clms Page number 3>
4, 5 designate the outer and the inner part of the clutch connected to the pair of wheels producing the highest speed, 6, 7 the second, 8, 9 the first stage and 10, 11 the de-! Reverse gear.
The outer parts 6, 8 and 10 of the couplings are placed in bearing parts. 22, 23, 24, which consist of one piece with the corresponding change gears. which are in engagement with the gears 15, 16, 17 of a sleeve seated on the countershaft 2. The outer part 4 is connected to the shaft 1, which drives the countershaft or its sleeve in the usual way by means of spur gears 19, 20. The outer parts 4, 6, 8, 10 are connected to their bearings by bolts 21 which are preferably driven in hot and which also serve as bolts for transmitting the force.
The inner parts 5, 7, 9, 11 are provided with annular discs 22, 22 (t, 22b, 22c for holding the rollers in place and with race rings 23 2: Yes, 2-3b, 2-3c for the holding forks. The race rings 2 3 etc. also serve to hold the rollers in place. The outer parts 6, 8 of the clutch run on bushes 24, 25 which are keyed onto the shaft 3, while the outer part 10 of the clutch for reverse gear runs on a roller bearing 26.
The bearing parts 12, 13 are held against displacement by means of fixed forks 27, 28 and the gear 14 for the reverse gear is held by a flange 29 on the main drive shaft. A clutch spring. 30 is with one end in the sleeve 24 and with the other end in a recess of the ring 2-3 of the shift fork. 31 attached, the spring. 30 seeks to move the inner part 5 to the left and to bring it into engagement with the outer part 4.
A clutch spring 30 ss located in recesses in the rings 2, 3 ss and 28b of the shift forks 31a and 31b seeks to move the inner part 7 to the left and the inner part 9 to the right and to bring it into engagement with their corresponding outer parts 6, 8. A clutch spring fastened with one end in a sleeve 25 and with the other end in a recess of the ring 23c for the shift fork 31c. 30 c seeks to couple the inner part J2 of the clutch for the reverse gear with the outer part 10 of the same.
The shift fork 32 c of the clutch for the reverse gear is connected to a sleeve 32, which is displaceable on a spindle 33 arranged parallel to the shaft: J and fixedly mounted, whereas the shift
EMI3.1
A switching rocker 36 can be pivoted about a fixed spindle 37 by means of a switching lever S, which is fastened in a conventional manner, so that it can be moved in two mutually perpendicular planes. A ball attached to the lower end of the lever 88 is supported in the position shown in a groove 39 of the arm 40 of the rocker. The rocker arm is provided with arcuate slots 41, 42 at both ends, the lower parts of which with respect to the spindle. 37 are concentric and their upper parts widen in order to allow one or the other of the bolts 43, 44 engaging in the slots a limited movement to the right when the rocker is pivoted in one of the two directions from its central position.
The bolt 4, 3 is connected to the sleeve 35 and the bolt 44 to the sleeve 32.
When the lever 38 is operated so that the slot 41 is lowered and the slot 42 is raised, the bolt 43 and with it the shift fork. 31b is released for movement to the right and the inner part 9 is brought into engagement with the outer part 8 of the clutch for the first stage under the action of the spring 30a, while the other clutches rotate loosely.
If the lever is operated in the opposite direction, the bolt 44, the sleeve 32 and the shift fork 31 c of the clutch for reverse gear are released to the right and the clutch parts are released under the influence of the spring. 30c, 10, 11 indented.
The switching lever 38 is held in its central position by springs 45, 46 (FIG. 4). A reversible locking device 47 of known type can also be attached.
A second rocker 36 a is arranged on the spindle 37 in the same way pend parallel to the rocker 36. The slots are arranged in the rocker arm so that either the shift fork 31 of the clutch 4, 5 for the highest speed or the shift fork 31 of the clutch 6, 7 for the second
EMI3.2
associated couplings are mounted within a housing 48.
In the middle position of the reversing lever, the bolts 43, 44 are located in the concentric part of all the curved slots and the inner parts of all the couplings are therefore held in place by the springs against displacement into the outer parts. On the other hand, in each switching position of the lever 38, a clutch engages the corresponding pair of wheels.
The change gears, shafts, bearings and the housing have the usual design for change gears with constant mesh.
The transition from one level to any other is extremely easy, so that even
EMI3.3
very easy to do at high speed, since the clutch's freewheeling action prevents the gearbox from being damaged by running through the car when the low speed level is engaged. At the moment when the motor and the countershaft have reached a sufficiently high speed, the drive is established automatically and smoothly. Furthermore, the fuel consumption is significantly reduced.
<Desc / Clms Page number 4>
In Fig. 5, an embodiment of a gearbox with upstream connection is shown. The overall arrangement of the motor, drive and countershaft, as well as the gears and the gearbox is the same as in the construction shown in FIGS. 3 and 4 and described above. 51 denotes the drive shaft, 52 the countershaft. The outer parts 5, 3, 54 of the clutches are connected to the gear wheels 55, 56, which are always in engagement with the bicycles 57, 58 of the first and second stage, respectively, which are seated on the countershaft 52.
As in the construction according to FIGS. 3 and 4, the outer parts 53, 54 and the We zhselräder 55, 56 rotate loosely on the shaft 51, as long as one of the associated inner parts 59 or 60 is not under the action of the spring 61 or 61 'is brought into engagement with its associated outer part. A spring 61 is inserted between a collar 6. 3 of the shaft 51 and a flange 64 of a sleeve 59 ′ which is displaceable on the shaft and fastened to the inner part 59 of the coupling. The spring M 'lies in the same way between a collar 63' and a flange 64 'of a sleeve 60' connected to the inner part 60 of the other clutch. The shift forks 65, 65'be, itzen lever extensions that are attached to horizontal bolts 66, 66 ' are attached by approximately horizontally arranged arms 67, 68 and 67 ', 68'.
The arms 67, 67 'end in noses 69, 69' which, in some cases, engage in recesses 70, 70 'of a rod 71. A pin 72 fastened to a rod 74 engages in a horizontal slot 7, 3 at the end of the rod 71. The rod 74 is rotatably attached at 75 to a step lever 76 rotatable about a pin 77, for example the lever for the main coupling of the carriage. In its normal position, the right end of the rod 71 is pressed against a stop 78 by a spring 79. The spring 79 is fastened at one end to the rod 71 and at the other end to a fixed point 80.
The recesses 70, 70 'of the rod 71 have such a shape that when the step lever 76 is actuated and by the rightward movement of the rod 71, the nose 69 or 69' of the arms 67, 67 'engaging in the relevant recess is raised. The lower end of the arm 81 of a reversing lever 58 rotatable about the pin 83 is connected to a rod 85 by a connecting rod 84. A block piece 89 is pushed onto the offset part 86 of the rod 85 by means of an eye 88. Springs 90, 91 are inserted between the eye piece 88 and a collar 92 of the offset part 86 on the one hand and the head of the rod 55 on the other hand.
In the lower part of the block piece 89 arranged parallel to the rod 71, two recesses 9, 3, 9, 3 'are provided,
EMI4.1
Recesses 93, 93 'are at such a distance from one another that the catch 93 comes to lie opposite the nose 94 when the spring bolt 95 de, changeover lever 82 is in a catch. 96 of a solid arch piece 97 and springs 90 and 91 are compressed to the same extent. Conversely, the recess 93 'comes to lie opposite the nose 94' when the spring bolt 95 engages in the catch 96 'and the springs 90 and 91 are compressed to the same degree.
In the position shown in FIG. 5, the inner part 59 has been engaged by the spring 61 into the outer part 5.3 of the clutch, so that the shaft 51 is driven by the pair of gears 55, 57. In this position, the nose 94 'of the shift fork 65' rests on the lower surface of the block piece 89, while the nose 69 'is lifted out of the catch 70'. The spring 62 is compressed and the gear 56 and the outer part 54 run loosely on the shaft 51 which is driven by the spur gears 57, 55.
If the switching lever 82 is now turned to the right so that the spring bolt 95 engages in the detent 96 'and is compressed by the spring 91 and the spring 90' is released, the step lever 76 must now be actuated so that a speed change takes place. In this case, the arm 67 is raised, so that on the one hand the shift fork 65 is moved to the left and thereby compressed by the spring 61 and the inner coupling part 59 is disengaged from the outer part 53, on the other hand, the arm 68 is lowered and thus the nose 94 out of the Rast 93 lifted.
Under the action of the compressed spring 91 on the eye piece 88, the block piece 59 is now shifted to the left until the catch 93 'comes to rest over the nose 94' and this now snaps into the catch under the action of the spring 61 'while at the same time the clutch 54, 60 is engaged so that the shaft 51 is now driven by the pair of spur gears 56, 58. If the lever 82 is now moved to the left again, so that the spring bolt 95 engages the catch 96, and the step lever is then depressed and released, the switch is made to the other stage in which the shaft 51 is driven by the gears 55, 57 and the gears 56, 58 are decoupled from the shaft 51.
Although only two speed levels are shown in FIG. 5, the device can also be used for more than two. In. In this case, the switching lever 82 is connected to a second rod on which a block is also pushed, while the rod 71 can be replaced by a rotating cam or groove disk.
As mentioned, each of the inventive embodiments is designed as an overrunning clutch for the case that the driven shaft passes through and the axial component of the frictional resistance resulting from the inclination of the inclined rollers disengages the engaged clutch.
However, the clutch can also be designed in such a way that the freewheeling effect is canceled and the clutch can be used as a brake.
FIG. 6 shows a device that is suitable for this purpose and is similar to the coupling shown in FIG
<Desc / Clms Page number 5>
Part D of the clutch is engaged by the spring J - a second shift fork M is also arranged. The shift fork M is connected to a disk N which has claws or teeth 0 on its circumference, by means of which the disk can engage in the same claws or teeth 0 'of the outer coupling part. The disk N is connected to a sleeve Q of the inner part C by means of a wedge P and is displaceable on the sleeve.
If freewheeling is now to be avoided, the shift fork M is moved to the right by means of a lever, so that the teeth 0, O'engage, which have a shape that allows the drive to be reversed.
Each of the couplings shown in FIGS. 3, 4, 5 can be provided with the device shown in FIG.
EMI5.1
of a motor vehicle was shown, it can of course also be used for various other purposes, e.g. B. for motor boats, and generally for machine tools use.
PATENT CLAIMS:
1. One-way clutch, in which the engagement of the clutch parts is usually prevented by a fork, but after loosening the same a spring tends to cause the clutch parts to engage, characterized in that the clutch is designed as a known one-way clutch with inclined rollers, so that the engagement of the coupling parts initiated by the spring is completed and maintained by the axial component of the frictional resistance between the inclined rollers and the surfaces of the coupling parts between which these rollers are inserted.