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Zahni'iiderwechselgetriebe.
Wechselgetriebe mit mehreren ständig in Eingriff befindlichen oder mit durch Ketten verbundenen Zahnräderpaaren, von denen je ein Rad auf der treibenden Welle, das zugehörige auf der Vorgelegewelle angeordnet ist und bei dem der Antrieb von der treibenden Welle auf die angetriebene durch auf der Vorgelegewelle und auf der angetriebenen Welle vorgesehene Endräder erfolgt, sind bekannt. Auch ist
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einer durch ein Druckmittel (eine Druckflussigkeit) betätigte Kupplung mit dieser Welle zu verbinden. wobei die das Druckmittel verteilende Vorrichtung zur Betätigung der Kupplungen derart steuerbar ist. dass nach Wahl jeder der zur Verfügung stehenden Übersetzungen angewendet werden kann.
Bei diesem bekannten Wechselgetriebe weisen die durch das Druckmittel betätigten Schaltvorrichtungen der Kupp-
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triebes hintanzuhalten.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die mit den bekannten Einrichtungen verbundenen Nachteile und besteht darin, dass die ausdehnbaren Teile der Schaltvorrichtung nicht mit dem Getriebe umlaufen und ihre Schaltbewegung nicht wie bisher unmittelbar, sondern unter Vermittlung eines Drucklagers auf die zugehörigen Kupplungsteile übertragen, so dass von diesen nur eine geringfügige oder gar keine Drehkraft auf die stillstehenden Schaltvorrichtungen ausgeübt wird.
In einem Getriebe nach der Erfindung dient für unmittelbaren Gang vorteilhaft eine ähnliche Schaltvorrichtung, die einen Kupplungsteil auf der treibenden Welle zum Eingriff mit dem andern Kupplungsteil auf der getriebenen Welle bringt.
Auch um ein unnötiges Mitlaufen der Räder der Vorgelegewelle sowie der Gegenräder der treibenden Welle bei direktem Gang zu vermeiden, können derartige Schalt- oder Ausdelmvorriehtungen, dureh die die nicht gebrauchten Teile ausgekuppelt werden, oder an Stelle dieser Kupplungen ein Freilaufmechanismus vorgesehen werden, der den Antrieb nur in einer Richtung vermittelt. so dass beim direkten Gang die Zwischenräder stillstehen oder doch nicht zwangsläufig bewegt werden.
Beispielsweise könnte hiefür das Endrad der getriebenen oder Arbeitswelle (d. i. jenes Rad der getriebenen Welle, das mit dem letzten Zahnrad der Vorgelegewelle kämmt) so angeordnet sein, dass es sich frei auf seiner Welle drehen und bei Benutzung einer Übersetzung mit Hilfe einer ausdehnbaren Sehaltvorriehtung mit der getriebenen Welle gekuppelt werden kann. Die von der Ausdehnvorrichtung betätigte Kupplung ist dabei vorzugsweise als kombinierte Klauen- und Reibungskupplung ausgebildet, bei der die Reibungselemente zuerst zum Eingriff kommen, um den möglichen Stoss beim Eingreifen der zwangsläufig kuppelnden Klauen zu mildern oder zu vermeiden.
Die Anordnung kann hiebei, insbesondere bei Anwendung von Druckluft, so getroffen werden, dass die Kupplung des Endrades selbsttätig ausgeschaltet wird. wenn die Steuervorrichtung zum Einschalten des direkten Ganges betätigt wird, was durch entsprechende Ausbildung des Steuerventils erreicht werden kann. durch das die die Kupplung des Endrades bewirkende Ausdehnvorrichtung beim Einschalten des unmittelbaren Ganges mit der Atmosphäre verbunden wird.
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Die Ausdehnvorrichtung nach der Erfindung arbeitet vorzugweise so, dass einer der beweglichen
Teile sich in axialer Richtung vorschiebt und dabei die eine Kupplungshälfte zum Eingriff mit ihrer Gegen- hälfte bringt, doch kann die Ausdehnvorrichtung auch in radialer Richtung wirken, z. B. wenn die Kupp- lung als Spreizringkupplung mit Bremsknebel ausgeführt ist.
Die die Kupplung betätigende Ausdehnvorriehtung kann z. B. als Balg ausgebildet sein oder einen mit einer Dichtung versehenen, in einem Ringraum verschiebbaren Ringkolben aufweisen, der die ver- schiebbare Kupplungshälfte betätigt. Die Luftleitung zum Balg oder Ringraum kann durch Anschlüsse zu einer Druckplatte geführt sein, an der die eine Seite des Balges oder die den Ringraum enthaltende
Nabe befestigt ist. Auch die Nabe kann eine Druckplatte tragen. Umgekehrt können auch ein Teil der I Ausdehnvorrichtung mit einem Balg und die übrigen Teile mit Ringkolben versehen sein.
Zum Zurückführen der Kupplungselemente in ihre unwirksame Lage können z. B. Federn oder in entgegengesetzter Richtung wirkende Ausdehnvorriehtungen Verwendung finden.
Statt oder in Verbindung mit Ausdehnvorrichtungen können auch solche Kupplungen verwendet werden, bei denen die Entkupplung selbsttätig eintritt, wenn die Drehzahl des getriebenen Teiles die des treibenden Teiles übersteigt, und die Wiedereinkupplung erfolgt, sobald die Wellendrehzahlen iiber- einstimmen.
Das erfindungsgemässe Wechselgetriebe ist für Motorfahrzeuge, Schiffe und alle andern Zwecke geeignet, bei denen Wechselgetriebe gewöhnlich Anwendung finden. Vorzugsweise enthält das Getriebe- gehäuse gleichzeitig einen Kompressor, der von einer der Getriebewellen, zweckmässig unmittelbar von der treibenden Welle, angetrieben wird und die Druckluft od. dgl. erzeugt, die zu einem mit dem Gehäuse verbundenen oder einen Teil desselben bildenden Behälter geleitet wird. Dieser Behälter ist mit einem
Steuerventil verbunden, das etwa an oder in dem Gehäuse angeordnet ist und die Verbindungen zwischen dem Behälter und den Ausdehnvorrichtungen sowie zwischen den letzteren und der Auslassöffnung her- stellt, so dass wahlweise jede Kupplung einzeln ein-und ausgeschaltet werden kann.
Die Druckluft dieses
Behälters kann überdies auch zum Auffüllen von Luftreifen Verwendung finden.
Das Getriebe kann auch-gleichgültig, ob es an einem Fahrzeug oder an einer stationären Anlage angebracht ist-ferngesteuert werden, z. B. mechanisch, etwa mittels Bowdenzuges. durch drehbare oder sonstwie bewegliche Stangen, die mit dem Steuerventil verbunden sind ; aber auch durch pneu- matische, hydraulische oder elektrische Hilfsmotoren bzw. durch Elektromagnete. Schliesslich kann das Steuerventil auch räumlich entfernt von dem Getriebe angeordnet und mit ihm durch Druckluft- leitungen od. dgl. verbunden sein.
Einige beispielsweise Ausführungsformen des Wechselgetriebes nach der Erfindung sind in den
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mit Gehäuse, teilweise im Schnitt, die Fig. 2a und 2b eine Ansicht des Getriebes, vom Wellenende aus gesehen, ebenfalls teilweise geschnitten, Fig. 3 (geteilt in Fig. Sa. und 3b) eine teilweise Draufsicht des Getriebes nach Fig. l bei geöffnetem Gehäuse. Fig. 4 ein Teilsehnitt der pneumatischen oder hydraulischen Ausdehnungsvorrichtung zur Betätigung der Kupplung nach Fig. 1 in vergrössertem Massstabe, Fig.
5 eine Draufsicht, grösstenteils im Schnitt, einer zweiten Ausführungsform des Getriebes, bei dem die Kupplungen für die Gänge (ausser der für den direkten Gang) auf der Vorgelegewelle angeordnet sind. und Fig. 6 ein schematischer Schnitt durch eine mit Balgen versehene Ausdehnvorriehtung.
In der Ausführungsform nach Fig. 1-4 ist eine treibende Welle 1 mit einer getriebenen oder Arbeits-
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miteinander befinden, und ein Paar von Endrädern 9-10 verbunden. Die Zahnräderpaare 3-. a-6 und 1-8 ergeben den ersten, zweiten und dritten Gang ; die treibende Welle kann zur Erzielung des direkten Ganges auch direkt mit der getriebenen Welle 2 gekuppelt werden : auch kann sie durch die Zahnräder 11 und 12, die in dauerndem Eingriff mit einem (nicht dargestellten) Fmkehrrad (Leerrad) stehen, in umgekehrtem Drehsinne antreiben. Die Einschaltung des gewünschten Ganges geschieht
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mit der treibenden Welle 1 gekuppelt wird.
Die Räder. 7 und 11 sind frei drehbar auf der Welle 7 angeordnet, während ihre Gegenräder 4,6, 8 und 12 auf die Vorgelegewelle 15 aufgekeilt sind, die das die Arbeitswelle 2 treibende Endrad 10 trägt. Der direkte Gang wird eingeschaltet durch Betätigung einer Kupplung 141, welche die Wellen 1 und 2 miteinander verbindet. Die Kupplungen werden wahlweise durch Betätigung eines geeigneten Steuerventils 16 (Fig. 2b und 3b) geschaltet, u. zw. mit Hilfe von Pressluft, die von einem durch die Welle 1 angetriebenen Kompressor 18 (Fig. 2 a) erzeugt und zunächst in den Behälter 17 geleitet wird.
Jede Kupplung" 14 weist einen äusseren Teil 19 (Fig. 4) auf, der mit dem zugehörigen Zahnrad
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(der Pressluft) axial verschoben wird. Der Raum ? 5 wird durch den Druckring.'M. einen Spannring : 26 und die Packung 27 gebildet, die durch den Spannring an dem ringförmigen Teil 28 S befestigt ist. Der
Teil 28 gehört zur Druckplatte 24 und springt in die U-förmige Aussparung des Ringes 2. 3 vor. der einen nach innen gezogenen Flansch 29 aufweist. welcher die Bewegung des Ringes 2. 3 mit Hilfe einer Nable : ? und eines Kugellagers. 30 dem beweglichen Teil 21 der Reibkupplung mitteilt.
Durch die Anordnung dieses Drucklagers 30 zwischen dem Druckring 23 und dem Teil : ? 1 wird erreicht, dass der Druckring nicht mitrotiert, was die Abnutzung usw. zwischen den Teilen 23 und 28 erheblich verringert und ein sicheres
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(Fig. 1b), zugeführt. die durch Rohrleitungen 32 (Fig. 3) mit dem Steuerventil verbunden sind.
Falls t die Kupplung der Welle 1 mit dem gerade eingeschalteten Rade. 3.-5, 7 oder 11 gelöst werden soll. wird mit Hilfe des Steuerventils der Raum 25 mit dem Auslass verbunden, wodurch die um die Buchse 22 herum angeordneten Druckfedern 33, die zwischen der äusseren Fläche des Teiles 27 und einer Platte-M neben dem Lager 20 angeordnet sind. die Teile 19. 21 in ihre ursprüngliche Stellung zurückführen und somit ausser Eingriff bringen.
Für direkten Gang wird das konische Element 211 einer Kupplung 141. das sich mit der Welle 2 mitdreht, bei Einführung des Druckmittels in einen Ringraum 211 zum Eingriff mit dem äusseren Kupplungs- teil 191 gebracht und die Bewegung der treibenden Welle auf diese Weise direkt auf die getriebene Welle
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teile werden im Wesen ebenso wie die der Kupplung 14 wieder voneinander gelöst. Die Unterschiede dieser Kupplung 141 gegenüber der Kupplung 14 bestehen nur darin, dass die Nabe 311 axial verschiebbar auf der Welle 2 aufgesetzt ist und die Nabe. 33 des Teiles 191 auf der Welle 1 befestigt ist.
Um ein Mitlaufen aller Zahnräder während des direkten Ganges zu vermeiden, kann das Endrad 9 von der Welle 2 abgeschaltet werden, in dem eine Klauenkupplung. 36 und eine Reibkupplung. 37 ausgekuppelt wird ; die ineinander eingreifenden Teile dieser Kupplungen sind auf der Nabe : 38 und dem Rade 9 angebracht. Die Entkupplung findet selbsttätig statt, wenn der direkte Gang eingeschaltet wird ; hiebei wird die für gewöhnlich unter Druck befindliche Luft im Raum. 39 durch den Anschluss 40 mittels des Steuerventils in die Atmosphäre abgelassen. so dass eine Feder 41 zwischen der Nabe 3S und dem Lager 42 des Rades 9 sieh entspannen und die Kupplungsteile auseinanderbringen kann.
Die Wiedereinschasltung der Kupplungen. 36.@ 37 geschieht dadurch, dass durch den Anschluss 40 Pressluft in den Raum 39 geführt wird, so dass der Druckring 43. der im wesentlichen ebenso arbeitet und bedient wird wie die entsprechenden Teile der Kupplung 14, zusammen mit einer Druckplatte 4. 5 und den Federn 46 unter Zuhilfenahme eines Drucklagers 44 das Wiedereingreifen der Kupplungsglieder. 36 und. 37 bewirkt.
Der konische Kupplungsteil. 37 kann auf den Führungsschienen 47. die an der Nabe 38 angebracht sind. in axialer Richtung gleiten, so dass die Kupplung. 37 das Drehmoment schon aufnimmt, bevor die Teile 36 zum Eingriff kommen ; dadurch wird der sonst durch das Eingreifen der zwangsläufigen Kupplung. 36 hervorgerufene Stoss erheblich verringert oder ganz vermieden. Die weitere Verschiebung der Nabe. 35 nach innen zu wird dadurch ermöglicht, dass die Feder 46 infolge der Gleitschienenverbindung zwischen den Teilen 37 und. 38 nach Eingreifen der Teile 31 und 9 zusammengedrückt und der Teil'38 dabei vorgeschoben wird, bis die Klauen der Kupplung. 36 ineinandergreifen.
Wenn die Luft ans dem Raum 39
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Das Getriebegehäuse 48 ist mit Kugellagern 49 für die verschiedenen Wellen versehen : diese sind zwischen der Kupplung für das Rad 11 und der Kupplung 141 in einer Querstrebe 50 des Getriebekastens befestigt.
Der Kompressor 18 (Fig. 2 a) wird durch ein Exzenter oder eine Kurbel 51 angetrieben, die ihren Antrieb durch ein Zahnrad 52 erhält, das im Räderkasten angebracht ist und mit einem Ritzel 5 : 3 der
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Das Ventil 16 (Fig. 3b) kann beispielsweise durch Bowdenzuge bedient werden, die zu den Einbzw. Auslasshebeln 55 und und-56 führen.
In Fig. 5 sind die Kupplungen 14 und die Zahnräder (durch die wahlweise einer der indirekten
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räder 60, 61 und 62, die in dauerndem Eingriff mit den Rädern 63. 64 und 6. 5 stellen. Die Kupplungen werden durch nicht mitrotierende Ausdehnungsvorrichtungen 66 betätigt, die ringförmige Teile von I-förmigem Querschnitt auf weisen ; in den ringförmigen Aussparungen 68 derselben sind seitlich verschiebbare Ringe 69 angeordnet. Die Ringe 69 haben U-förmigen Querschnitt : an ihren inneren, ebenen Flächen sind Packungsringe 70 mittels eines Ringes 71 von kleinerem Durchmesser als die Ringe 69 sowie mittels Bolzen und Muttern 72 befestigt.
Wenn in einen Raum 68, also unter die inneren Flächen der Teile 70, 71, Luft geleitet wird, so werden die Teile 70, 11 zusammen mit dem Ring 69 seitlich verschoben. Diese Bewegung wird durch die Flanschen 73, 74 eines Druckringes 7. 5 auf ein Drucklager 76 übertragen, und da dieses Lager auf die Nabe 77 der einen Kupplungshälfte 78 der Kupplung 14 aufgestzt ist. wird diese Kupplungshälfte
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ist auf die Vorgelegewelle 15 aufgekeilt. Der Kupplungteil 79 ist durch Bolzen 81 mit einem der Zahnräder 63, 64 oder 65 verschraubt.
Beim Ineinandergreifen der beiden Kupplungshälften 78 und 79 wird dader das Drehmoment von einem der Räder 60, 61 oder 62 der treibenden Welle auf eines der Räder 6.'. 6J
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weitergeleitet.
Der erste Gang ergibt sich bei Benutzung der Räder 60 und 6.'3, der zweite und dritte mit den Rädern 61 und 64 bzw. 62 und 65.
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Eingriff gebracht. Diesd geschieht, indem die Teile 70'und 71'unter Pressluft gesetzt werden. wobei die Luft in den Spalt zwischen der Innenfläche dieser Teile und der gegenüberliegenden Fläche des Ringraumes 68'geleitet wird.
Der Kupplungsteil 78'ist längsversehiebbar, aber nicht drehbar auf die getriebene Welle
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federn 88, die radial von einer auf der Welle 15 oder 2 sitzenden Nabe 89 ausgehen, wieder in seine Ausgangsstellungzurück.
Die verschiedenen Wellen usw. sind in geeigneter Weise gelagert, z. B. mittels Lagern 49, dip im
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dessen Zylinder 90 mit dem Gehäuse verbunden ist. Die getriebene Welle trägt ein Schneckenrad-4' zum Antrieb eines Tachometers.
Statt der axial verschiebbaren Teile 23, 69 usw. können auch Ausdehnvorrichtungen nach Fig. 6 Verwendung finden. Jede Vorrichtung trägt hier einen ringförmig angeordneten Balg M. der die Welle .. oder 15 umgibt : wird nun im Innern dieses Balges ein Druck erzeugt, so dehnt er sich aus und verschiebt den Kupplungsteil 92, der sich auf seiner Achse verschieben, aber nicht gegen sie verdrehen kann. so dass er mit der andern Kupplungshälfte, die mit einem Zahnrad fest verbunden ist, zum Eingriff kommt.
Das Drucklager 93 ermöglicht die Übertragung der Axialkräfte, ohne dass der Balg mitrotiert.
In den Zeichnungen ist an Hand der beschriebenen Beispiele gezeigt, wie die Erfindung bei Ver-
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auch radial wirkende Ausdehnvorriehtungen mit entsprechend abgeänderten Kupplungsvorrichtungen Anwendung finden. Der besondere Luftbehälter kann unter Umständen auch fortfallen. so dass die Luft unmittelbar vom Kompressor zu den Ausdehnungsvorrichtungen gelangt.
Statt der dauernd in Eingriff miteinander stehenden Zahnräder können auch entsprechende Anordnungen von Ketten und Kettenrädern Verwendung finden.
Auch sonst können konstruktive Abänderungen getroffen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Zahnräderwechselgetriebe, dessen Räder mit ihrer Welle durch zwischengeschaltete Kupplungen verbunden werden können, die wahlweise mittels ausdehnbarer, durch ein Druckmittel (eine Druck-
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