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Geschwindigkeitswechselgetriebe.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Geschwindigkeitsweehselgetriebe derjenigen Art, bei welcher sich die Schaltung während des Betriebes ausführen lässt, ohne dass es nötig ist, den Antrieb zwischen dem Motor und dem getriebenen Teil der Anlage ausserhalb des Getriebes zu unterbrechen. Die Schattung wird dabei dadurch eingeleitet, dass man das vom Motor auf die Eingangswelle des Wechselgetriebes übertragene Drehmoment zeitweilig herabsetzt.
Derartige Getriebe sind bei Kraftwagen verwendet worden, entweder als Zweiganggetriebe in
Reihe mit einem übliehen Geschwindigkeitsweehselgetriebe mit Rückwärtsgang, u. zw. zu dem Zweck, über den direkten Gang hinaus noch eine Übersetzung ins Schnelle zur Verfügung zu haben, die sich ohne Treten des Hauptkupplungspedales während des Betriebes ein-und ausrücken lässt. Man hat aber solche Getriebe auch schon in Form einer Einheit für drei oder mehr Vorwärtsgänge angeordnet, an
Stelle des üblichen Mehrganggetriebes, im Verein mit einem die Nullage und den Rückwärtsgang umfassenden Getriebe sowie mit einer Gleitkupplung, die beim Anfahren benutzt wird.
Derartige
Getriebe bei Kraftwagen sind mit Gangwählerkupplungen versehen, die mit Gleitbacke arbeiten und imstande sind, über die im Eingriffe befindlichen Backen ein Drehmoment sowohl vom Motor her als auch auf den Motor (Überholmoment) zu übertragen.
Dabei weisen die zusammenwirkenden Kuppelklauenzähne parallele Flanken auf, während ihre abgeschrägten Enden so angeordnet sind, dass ein gegenseitiger Eingriff während eines Getriebewechsels verhindert wird, solange die Geschwindigkeit des getriebenen Teiles sieh gegenüber dem treibenden
Teil vermindert (bezogen auf die Sehnellgangkupplung) oder sich erhöht (bezogen auf die Normalgang- kupplung).
Damit man ein solches Getriebe ohne Ausrücken der in Reihe damit liegenden Hauptreibungskupplung schalten kann, ist es notwendig, den Wähler kräftig auszubilden, etwa mit einem Servomotor oder einem über eine starke Feder wirkenden Schalthebel, damit die Klauenkupplung während der sehr kurzen Zeitspanne vollständig ausgerückt wird, während der die Drehmomentbelastung des Getriebes vernachlässigbar klein ist, nämlich, wenn der Motor dazu übergeht, ein Drehmoment zu empfangen statt abzugeben. Wäre die Klauenkupplung nicht vollständig ausgerückt, sobald ein merkliches Überholdrehmoment auf das Getriebe zu wirken beginnt, so würde dieses Moment die Kupplung in Eingriffslage sperren und so das Schalten hindern.
Weiterhin kann es, während eine solche Gleitklauenkupplung ausgerückt ist, dazu kommen, dass die beiden Kupplungsteile eine hohe Relativgesehwindigkeit gegeneinander annehmen, so dass beim Wiedereinrücken der Kupplung schwere Stösse auftreten. Es ist daher bei bekannten Anordnungen dieser Art nötig, Vorkehrungen dafür zu treffen, dass die Kupplung während dieses kurzen Augenblicks, während dessen der treibende Teil und der getriebene Teil synchron laufen, vollständig eingerückt sind.
Die Erfindung betrifft nunmehr eine Verbesserung eines Gesehwindigkeitsweehselgetriebes, bei welchem die vorstehenden Nachteile vermieden werden, wobei dieser Zweck der Erfindung dadurch erreicht wird, dass die Kupplungsvorrichtung zur Herstellung eines höheren Ganges (bei einem Zweiganggetriebe) oder eines der höheren Gänge (in einem Getriebe mit mehr als zwei Vorwärtsgängen) eine einsinnig wirkende Kupplung umfasst, welche derart wirkt, dass sie unbedingt greift, wenn ihre Teile durch ein Überholmoment gegeneinander verdreht werden und mit regelbaren Festhalteorganen versehen ist, die beim Herstellen des höheren Ganges so lange unfähig zum Einrücken sind, bis die einsinnige Kupplung greift und die in eingerücktem Zustand die Kuppelvorrichtung zur Übertragung eines Treibmomentes befähigen.
Die Ausdrücke Treibmoment"und Überholmoment umfassen auch die Reaktionsmomente, welche beim Treiben durch den Motor bzw. beim Überholen des Motors gewöhnlich angetriebenen Teil bei einem Planetengetriebe auftreten, bei welchem die Kupplung zur Herstellung eines höheren Ganges verwendet wird, um solche Reaktionsmomente zu übertragen.
Das verbesserte Getriebe ist vorzugsweise derart angeordnet, dass beim Wirksamwerden der Gangwählerkupplungen, welche für den Gangweehsel ohne Unterbrechung der Kraftübertragung ausserhalb des Getriebes Anwendung finden, das Übersetzungsverhältnis zwischen treibender und getriebener Welle des Getriebes niemals denjenigen Wert überschreiten kann, welcher durch den grössten und durch den kleinsten beim Schalten in Eingriff kommenden Gang gegeben ist, d. h. das Übersetzungsverhältnis der getriebenen Welle zu der treibenden Welle kann niemals grösser werden als das Übersetzungsverhältnis, das durch den niedrigsten Getriebegang bestimmt ist, und niemals kleiner werden als das Übersetzungsverhältnis, das durch den höchsten Gang bestimmt ist.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung eines kleineren Ganges sind sowohl die Kupplung für den hohen als auch diejenige für den kleinen Gang fähig, sich
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selbsttätig auszudrucken, sobald das durch sie übertragene Drehmoment seinen Sinn umkehrt, und dass jede Kupplung mit einer Bloekvorriehtung vereinigt ist, die beim Herstellen des Triebes nach dem Gangweehsel unfähig ist, zu greifen, und die zugehörige Kupplung zu blockieren, bevor sie eingerückt ist und die weiterhin fähig ist, die Kupplung so zu blockieren, dass sie ein Treibmoment oder auch ein Überholmoment zu übertragen vermag, wobei ferner eine Steuervorrichtung derart bedienbar ist, dass sie die Blockvorrichtung jeweils nach der Blockstellung hindrängt,
so dass sie beim Einrücken der zugehörigen Kupplung greift.
Vorzugsweise ist die gleiche Blockvorrichtung sowohl zum Blocken der Kupplung für den grossen
Gang als auch derjenigen für den kleinen Gang verwendbar.
Irgendeiner der verschiedenen Gangwege durch das Getriebe kann ein zusätzliches variables
Ganggetriebe irgendeiner Art aufweisen, z. B. im Sinne des Hauptgedankens der Erfindung oder eine hydraulische Kraftübertragung oder eine Kupplung zur Herstellung eines Leerganges.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht ; es sind : Fig. 1 ein Schema eines Zweiganggetriebes mit Vorgelegewelle ; Fig. 2 ein Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel mit Planetengetriebe ; Fig. 3 und 4 Einzelschnitte längs 3-3 bzw. 4-4 der Fig. 2 ; Fig. 5 ein Schnitt durch eine aus Planetengetriebe und Getriebe mit Vorgelegewelle zusammengesetzte Einheit ; Fig. 6 ein Teilschnitt zu Fig. 5 ; Fig. 7 ein Schema der Steuervorrichtung für das Getriebe nach Fig. 5 ; Fig. 8 ein schematischer Schnitt durch ein Dreiganggetriebe mit Vorgelegewelle ; Fig. 9 eine Anordnung zum leichteren Schalten in Fällen, wo zwei Getriebe gemäss der Erfindung in Reihe miteinander gekuppelt sind ; Fig. 10 ein Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung, wobei einer der Energiewege des
Getriebes ein Flüssigkeitsgetriebe nach Föttinger-Bauart aufweist.
Gemäss Fig. 1 steht ein Ritzel 10 auf der treibenden Welle 11 über eine Vorgelegewelle 12 in
Dauereingriff mit einem Zahnrad 13, das auf der getriebenen Welle 14 frei drehbar gelagert ist. Auf der getriebenen Welle sind beiderseits eines Ringes 15 zwei Kupplungsglieder 16 bzw. 17 für je eine einsinnig wirkende Kupplung angeordnet, mit hinterschnittenen Sperrzähnen ; das Ganze ist mittels einer Keil-und Nutverbindung undrehbar, aber axial verschieblich auf der getriebenen Welle gelagert.
Die Kupplungsglieder 16 und 17 wirken mit Sperrzähnen 20 und 21 an Rädern 10 bzw. 13 zusammen.
Eine Blockmuffe 22, die auf dem Ring gleitet und durch eine Feder-und Nutverbindung gezwungen ist, mit ihm umzulaufen, ist mit Schubnuten 18 und 19 versehen, die je mit einer Anzahl von feder- belasteten Bolzen 23 bzw. 24 zusammenwirken ; die Bolzen vermögen in Bohrungen 25 bzw. 26 der
Welle 14 einzugreifen, jedoch nur dann, wenn jeweils das zugehörige Sperrad ganz in Greiflage steht.
Die Muffe 22 lässt sich durch eine Gabel 27, die durch Federn mit einer verschieblichen Vorwähler- steuerstange 28 gekuppelt ist, in ihre Endstellung drängen.
Zwischen den Kupplungsgliedern 16 und 17 ist eine Anzahl von Federn 29 angeordnet, deren Länge so bemessen ist, dass sie dem einen Kupplungs- glied gestatten, eine unwirksame Lage einzunehmen, wenn das andere voll in die Verzahnung 20 bzw. 21 eingerückt ist, jedoch, wenn das eine Kupplungsglied auszurücken beginnt, das andere zum Greifen bringen. Die Treibwelle 11 ist über eine Hauptkupplung, z. B. eine Flüssigkeitskupplung oder eine
Fliehkraftreibkupplung, an den Motor angeschlossen.
Fig. 1 veranschaulicht das Getriebe bei eingeschaltetem grossem Gang ; jedoch ist der kleine
Gang vorgewählt und die Umschaltung ist vorbereitet.
Beim Anfahren im kleinen Gang befinden sich die Blockbolzen 23 in der entblockten Stellung, so, wie es in Fig. 1 für die andern Bolzen 24 gezeichnet ist und die Steuerstange 28 steht rechts, wie angegeben. Wirkt ein Treibmoment auf die Welle 11, so dreht sie sich in der Richtung des Pfeiles und der Antrieb überträgt sich über die Räderzüge und das Kupplungsglied 17 des kleinen Ganges auf die getriebene Welle 14. Die Sperrzähne 20 weisen dabei das Kupplungsglied 16 des hohen Ganges ab, sobald das Kupplungsglied 17 des kleinen Ganges voll eingerückt ist. Die Schubnuten 19 der unter
Federdruck stehenden Blockmuffe 22 drängen jetzt die Bolzen 24 in die Löcher 26 und blockieren die
Kupplung des kleinen Ganges, so dass, falls der Motor verzögert wird, auch ein Überholmoment über- tragen werden kann.
Will man nun auf den hohen Gang umschalten, so bewegt man die V orwählersteuerstange 28 nach links ; dann nimmt die Gabel 27 die Muffe 22 nach links mit und gestattet dem Bolzen 24, die
Löcher 26 zu verlassen, da diese Bolzen, wenn ein Treibmoment durch den kleinen Gang übertragen wird, unbelastet sind. Die Nuten 18 drängen nunmehr die Bolzen 23 einwärts, die jedoch, da das Kupp- lungsglied 16 des grossen Ganges noch nicht eingerückt ist, ihrerseits noch nicht an den Löchern 25 stehen und daher auch noch nicht in sie eintreten können. Der Motor wird jetzt verzögert und dadurch wird das Kupplungsglied 17 des kleinen Ganges unter der Wirkung der Trägheit der durch die Welle 14 angetriebenen Teile die Sperrzähne 21 überholen. Die Federn 29 drängen nun das Kupplungsglied 16 des hohen Ganges gegen die Zähne 20.
Da jedoch die Welle 11 rascher läuft als das Glied 16, vermag dieses nicht weit genug nach links vorzudringen, um die Bolzen 23 bis zu den Löchern 25 zu bringen.
Sinkt nun aber die Geschwindigkeit der treibenden Welle 11 bis zu derjenigen der getriebenen Welle 14, so wird die Kupplung 20, 16 des hohen Ganges völlig eingerückt und hält beide Wellen in synchronem
Lauf. Das vollständige Einrücken des Kupplungsgliedes 16 bringt nun die Bolzen 23 bis zu den
Löchern 25, so dass die unter Federwirkung stehende Sperrmuffe 22 ihre Bewegung nach links vollenden
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und so die Bolzen in die Löcher 25 einschieben kann. Jetzt wird der Motor wieder beschleunigt und das Treibmoment geht von der Welle 11 über die Kupplung 20, 16 des grossen Ganges, welche durch die Blockbolzen 23 am Ausrücken unter Einfluss des Treibmomentes gehindert ist, auf die Welle 14 über.
Will man wieder vom grossen zum kleinen Gang übergehen, so schiebt man die Steuerstange 28 nach rechts, so dass die Nuten 19 die Bolzen 24 erneut nach innen drängen. Die Bolzen 23 bleiben, da sie durch das Treibmoment belastet sind, vorerst in Blockage gemäss Fig. 1. Jetzt wird der Motor zeitweilig verzögert, so dass das Treibmoment verschwindet und die treibende, sowie die getriebene
Welle werden dadurch synchron gehalten, dass unter dem Einfluss von Uberholmoment die
Kupplung 20, 16 noch in Eingriff bleibt.
Da aber jetzt die Bolzen 23 unbelastet sind, federn sie auswärts und entbloeken die Kupplung 20, 16 so dass, wenn jetzt der Motor wieder beschleunigt wird, die Sperrzähne 20 die Zähne 16 überholen. Darauf bringen die Federn 29 die Zähne 17 in Berührung mit den Zähnen 21 ; da aber die Welle 14 rascher läuft als das Rad 13, vermag das Kupplungsglied 17 zunächst nicht weit genug nach rechts vorzudringen, um die Bolzen 24 bis zu den Löchern 26 zu bringen.
Erst wenn die Geschwindigkeit des Bades 13 derjenigen der Welle 14 gleichkommt, wird die Kupplung 17, 21 des kleinen Ganges voll eingerückt und damit der kleine Gang hergestellt.
Volles Einrücken des Kupplungsgliedes 17 bringt nun die Bolzen 24 bis zu den Löchern 26, so dass die Blockmuffe 22 ihre Bewegung nach rechts vollenden und die Bolzen zum Eingreifen bringen kann.
Ist die Hauptkupplung beispielsweise eine ständig gefüllte Flüssigkeitskupplung, die ja nicht in der Lage ist, den Antrieb völlig zu unterbrechen, so lässt sich das Ausrücken des hohen Ganges bei leerlaufende Motor und bei durch die Belastung zum Stillstand gebrachter getriebener Welle dadurch erleichtern, dass man eine Vorkehrung trifft, mittels welcher man der treibenden Welle eine Drehung nach rückwärts aufzwingen kann (z. B nach Patent Nr. 137512).
Fig. 1 zeigt eine ganz einfache Anordnung zwecks bequemer Erläuterung der Erfindung. In der Praxis wird man es freilich vorziehen, eine widerstandsfähigere Form einsinniger Kupplungen zu benutzen. Die weiteren Beispiele betreffen eine zwangläufige, einsinnige Kupplung nach Legge mit
Bloekiervorrichtung zum Herstellen eines Antriebes in beiden Richtungen.
Fig. 2 zeigt ein Planetengetriebe mit zwei Geschwindigkeiten vorwärts, nämlich einem unmittel- baren Gang und einem schnellen Gang, mit vorwählbarer Synehronschaltung zwischen beiden, ferner einem Rückwärtsgang und einem Leergang. Eine Planetenträgerwelle 81 ist gleichmittig zu einer treibenden Welle 30 und einer getriebenen Welle 32 zwischen beiden gelagert. Ein versehiebliches, treibendes Klauenkupplungsstück 33, das durch einen Umkehrhebel über eine Wählerstange 34 gesteuert wird, ist mit Zähnen 33 a und 33 b versehen, die wechselweise in eine Verzahnung 31 a auf
Welle 31 und eine Verzahnung 36 a einzugreifen vermögen, welche an einer auf der Welle 31 gelagerten
Sonnenradmuffe 36 ausgebildet sind.
Ein Sonnenrad 37 an der Muffe 36 kämmt mit Planetenrädern 38, die ihrerseits in eine Ringverzahnung 39 auf der getriebenen Welle 32 eingreifen. Der Planetenträger 31 c ist mit Zähnen 31 b versehen, die von Zähnen 34 a eines nicht drehbaren, am Wähler 34 befestigten
Ringes erfasst werden können.
Es ist nun für eine selbsttätige Synchronumschaltung zwischen den Vorwärtsgängen gesorgt, u. zw. mittels einer doppelten Legge-Kupplung. Hiezu gehört eine Mutter 40, die in rechtsgängige
Gewindegänge 41 der Sonnenmuffe 36 von grosser Steigung eingreift. Die Mutter 40 hat einen beschränkten Schraubbereich auf der Muffe 36. u. zw. zwischen Ansehlägen 42 und 43. Zähne 40 a an der Mutter 40 vermögen wechselweise in Zähne 38 & -wenn sieh das Glied 33 in seiner rechten
Endlage befindet-und in Zähne 44 einzugreifen, die am Getriebegehäuse 45 befestigt sind. Eine
Anzahl von Klinken 46 wirkt mit den Zähnen 33 b zusammen.
Die Klinken sind um Zapfen 48 schwenk- bar, die an der Mutter 40 befestigt sind und werden mittels Federn 46 b auswärts gegen Anschläge 46 a gedrängt (Fig. 3), bis ihre Spitzen etwas über die Zähne 40 a hervorragen. Eine gleiche Reihe von
Klinken 47 (Fig. 4), die unter dem Einfluss von Federn 47 b und Anschlägen 47 a stehen und die gleich- falls auf den Zapfen 48 sitzen, arbeitet mit den festen Zähnen 44 zusammen. Eine Blockmuffe 49 ist mit Innenzähnen 49 a versehen, in welche Aussenzähne 40 b der Mutter 40 eingreifen, die Muffe 49
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und winkelig dazu angeordnet. Die Lücke zwischen den Zähnen 49 a und 49 b passt auf Zähne 30 b an dem Anschlagkranz 43 der Sonnenmuffe 36.
Dieses Getriebe arbeitet folgendermassen :
Angenommen, die Teile stehen in der gezeichneten Lage, die treibende Welle 30 ruht, der Hebel 35 ist nach links geschoben, um die Zähne 33 a in die Zähne 31 a einzurücken und die Zähne 33 b in die Bahn der Klinken 46 zu bringen. Die Steuerstange 51 ist nach links geschoben, um den direkten Gang zu wählen. Die Bloekmuffe 49 vermag nicht nach links zu gehen, da die Zähne 36 b gegen die Enden der Zähne 49 b anliegen. Die treibende Welle wird jetzt in Richtung des Pfeiles beschleunigt und der Planetenträger wird durch die Welle 31 in Drehung versetzt. Wegen des Widerstandes, welchen die Belastung der getriebenen Welle 32 bietet, bringen die Planetenräder 38 die Sonnenmuffe 36 zu schnellerem Umlauf als die treibende Welle.
Die Klinken 46 an der Mutter 40 erfassen nun mehr die Zähne 33 b und beschränken die Geschwindigkeit der Mutter auf diejenige der treibenden Welle, so
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dass die Mutter unter der Wirkung der Schraubengänge 41 nach links verschoben wird, wobei die Klinken 46 die Zähne 40 a genau in Eingriff mit den Zähnen 33 b leiten. Erreicht die Mutter den Anschlag 42, so hat die Drehung der Bloekmuffe 49 relativ zu der Sonnenmuffe 36 die Lücken der Zähne 49 b zur Deckung mit den Zähnen.'36 b gebracht, so dass die Muffe nach links springt und die Zähne 49 b in die Zähne 36 b einschiebt ; die Mutter wird also gegen Schraubbewegung blockiert.
In diesem Zustand vermag das Getriebe sowohl ein Treibmoment als auch ein Überholmoment unmittelbar zwischen den Wellen 30 und 32 zu übertragen. Das Planetenradgetriebe ist blockiert.
Will man auf Schnellgang umschalten, so wird die Vorwählerstange 51 nach rechts geschoben, und die Blockmuffe 49 kehrt in die gezeichnete Lage zurück, wobei sie an einer Verschiebung noch weiter nach rechts dadurch gehindert ist, dass die Enden der Zähne 49 a gegen die Zähne 36 b anliegen. Der die Welle 30 treibende Motor wird jetzt verzögert und die fortgesetzte Drehung des Ringes 39 unter der Wirkung der Trägheit der von Welle 32 angetriebenen Teile führt dazu, dass die Sonnenmuffe 36 stärker als die treibende Welle verzögert wird. Die Mutter 40 schraubt sich daher nach rechts bis die Zähne 40 a die Zähne 33 b verlassen und die Klinken 47 laufen zunächst an den festen Zähnen 44 vorbei.
Fortgesetzt Verzögerung der treibenden Welle lässt die Sonnenmuffe zum Stillstand kommen und in entgegengesetzter Richtung umlaufen. Darauf sperren die Klinken 47 die Mutter 40 gegen Drehung, so dass sie unter der Wirkung der Gewindegänge 41 nach rechts tritt, wobei die Zähne 40 a durch die Klinken genau in Eingriff mit den festen Zähnen 44 geleitet werden. Erreicht die Mutter den Anschlag 43, so kommen die Nuten der Zähne 49 a der Blockmuffe vor die Zähne 36 b der Sonnenmuffe zu stehen, so dass die Blockmuffe nach rechts springt und die Zähne 49 a in die Zähne 36 b einrückt. Die Mutter ist also jetzt gegen Schraubung blockiert.
Nunmehr wird die Welle 30 durch die treibende Maschine beschleunigt und die Wirkung des Treibmomentes auf die Schraubengänge 41 sucht die Mutter nach links zu schieben und die Zähne 40 a und 44 auseinanderzubringen. Da aber. wie gesagt, die Blockmuffe 49 eine Schraubung der Mutter verhindert, verbleibt das Getriebe im Schnellgang ; das Sonnenrad steht still und die getriebene Welle 32 läuft schneller als die treibende Welle.
Zum Umschalten vom Schnellgang auf den kleinen unmittelbaren Gang wird die Vorwählersteuerstange 51 nach links verschoben. Die Blockmuffe 49 bleibt aber in ihrer rechten Lage, da sie durch die auf ihre Gewindegänge infolge des übertragenen Treibmomentes wirkende Belastung festgehalten wird. Nunmehr wird die Treibmaschine zeitweilig verzögert, um die Blockmuffe 49 zu entlasten, die dann sofort in die Lage gemäss Fig. 2 springt. Wird jetzt die Maschine wieder beschleunigt, so stellt sich der direkte Gang her, wie oben beschrieben ist.
Die Klinken 46 und 47 besitzen an ihren Enden Abschrägungen 46 c und 47 c (Fig. 3 und 4), damit sie sich beim axialen Eingreifen in die Zähne 33 bzw. 44 leichter von diesen niederdrücken lassen.
Für den Rückwärtsgang wird der Hebel 35 nach rcehts geschoben, so dass der Wähler 34 die Zähne 33 b in die Zähne 36 a einrückt und den Planetenkäfig dadurch gegen Drehung blockiert, wobei die Zähne 34a mit den Zähnen 31b in Eingriff stehen.
Das Getriebe gemäss Fig. 5, das als Hauptwechselgetriebe eines Kraftwagens geeignet ist, ergibt drei Gänge vorwärts, Nullage und Rückwärtsgang ; die gleiche doppelte Legge-Synchronkupplung dient dazu, vorwählbare Selbstumsehaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Gang, sowie zwischen dem zweiten und dem dritten herbeizuführen.
Eine treibende Welle 60 liegt gleichmittig mit einer Zwischenwelle 61 und einer getriebenen Welle 62. Ein Zahnrad 63, das auf Welle 61 gelagert ist, wird durch eine Vorgelegewelle 64 von einem auf der Welle 60 sitzenden Zahnrad 65 angetrieben, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen Welle 60 und Zahnrad 63 z. B. den Wert 1-55 : 1 besitzt. Das Zwischenrad 63 sitzt an einem Klauenkupplungsglied 165 mit Zähnen 165 a, die in Zähne 66 a eines weiteren Klauenkupplungsgliedes 66 einzugreifen vermögen, das mittels einer Gabel 67 auf Planetenträgerzapfen, z. B. 68, verschoben werden kann.
Planetenritzel 70 kämmen mit einem Sonnenrad 69 auf der Welle 61, sowie mit einer Ringverzahnung 71, die an der getriebenen Welle 62 befestigt ist. Das Übersetzungsverhältnis zwischen Planetenkäfig und Sonnenrad besitzt bei feststehender Ringverzahnung den Wert 1 : 3. Das verschiebliche Klauenkupplungsglied 66 weist zusätzliche Zähne 66 b und 66 c auf, die in Zähne 71 a an der Ringverzahnung bzw. Zähne 72 a am Getriebegehäuse 72 einzugreifen vermögen.
Die doppelte Synchronkupplung besitzt eine gemeinsame Mutter 73, die mit rechtsgängigen Gewindegängen 74 von grosser Steigung auf die Welle 61 gesehraubt ist. Diese Mutter hat zwischen den Anschlägen 75 und 76 einen beschränkten Schraubweg. Die Mutter ist mit einem Bund 77 aus-
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weise mit Zähnen 65 a des Rades 65 bzw. mit Zähnen 63 a des Rades 63 in Eingriff gebracht werden.
Am hinteren Ende der Treibwelle 60 sind Klinken 79 angelenkt, deren Spitzen, von der treibenden Welle her gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtet sind ; weitere Klinken 80, deren Spitzen im Uhrzeigersinn weisen, sind am Rade 63 angelenkt. Die beiden Klinkensitze entsprechen nach Anordnung und Wirkungsweise den Klinken 46 bzw. 47, die wie in Fig. 2,3 und 4 verschieblich sind.
Die Blockvorriehtung für diese Synchronkupplung umfasst eine Anzahl von Bolzen 81, die in radialen Bohrungen des Bundes 77 der Mutter verschieblich sind. In der oberen Hälfte der Fig. 6 sind diese Bolzen in unblockiertem Zustand dargestellt : in der unteren Hälfte dagegen im Blockzustand.
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Deckung mit den Bolzen gelangen, wenn sich die Mutter in der einen oder andern Endlage befindet.
Die Bolzen 81 werden durch schwache Federn 83 aufwärts gedrängt und ihre Aussenenden nehmen in Bohrungen Kugeln 84 auf, unter denen sieh kräftige Federn 85 befinden, welche die Kugeln halb aus den Bolzen herausdrängen. Eine Wählermuffe 86, die bei 87 (Fig. 6) eine Nut-und Keilverbindung mit dem Rohr 78 besitzt, ist auf diesem Rohr mittels einer Vorwählerstange 88 verschiebbar. Auf der Innenfläche der Muffe 86 befindet sich eine Reihe von Längsnuten 89, die sich mit den Kugeln 84 decken und deren grösste Tiefe gleich dem Halbmesser der Kugeln ist. Beide Enden der Nuten sind abgeschrägt.
Die Steuervorrichtung, die in Fig. 7 im Grundriss schematisch veranschaulicht ist, umfasst einen Getriebeschalthebel 90, der in einer Schlitzführung 91 arbeitet und an einer Muffe 92 befestigt ist, die ihrerseits mittels einer Keil-und Nutverbindung auf einer Welle 93 verschiebbar ist ; letztere ist durch feste Lager 94 an einer Axialverschiebung gehindert. Eine Hohlnabe 76 a der Gabel 67
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Welle 93 befestigt ist, bedient einen Winkelhebel 98, der durch einen Lenker 99 mit einem Gelenkzapfen 100 einer Vorwählerstange ? gekuppelt ist.
Diese Einrichtung arbeitet folgendermassen :
Angenommen, der Getriebehebel90 befindet sieh in Lage N ; dann sind keine Zähne des Klauenkupplungsgliedes 66 in Eingriff und die treibende Welle 60 kann leerlaufen. Eine nicht dargestellte Haupttreibkupplung, welche die Welle 60 mit dem Motor verbindet, ist ausgerückt und jetzt wird der Hebel 90 in die Lage 1 gebracht, so dass die Zähne 66 a in die Zähne 165 a eingreifen ; dadurch wird der Planetenträger mit dem Zahnrad 63 blockiert und die Wählermuffe 86 wird nach rechts verschoben.
Nun rückt man die Hauptkupplung ein, um die treibende Welle 60 zu beschleunigen. Das Zahnrad 63 treibt den Planetenträger mit verminderter Geschwindigkeit an und infolge des Belastungswiderstandes am Zahnkranz 71 sucht das Sonnenrad 69 schneller als die treibende Welle zu laufen. Die Schraubengänge 74 verschieben daher die Mutter 73 nach links, so dass unter der Wirkung der Klinken 79 die Zähne 78 a in die Zähne 65 a eingreifen.
Die Kugeln 84 werden durch die abgeschrägten linken Enden der Nuten 89 nach innen gedrückt ; sobald die Bolzen 81 bis zu den Löchern 82 gelangen, werden sie von den Federn 85 in die Löcher hineingedrüekt und blockieren die Mutter auf den Schraubengängen. Auf diese Weise wird in dem für den Notfall dienenden kleinen Gang ein beidsinniger Antrieb hergestellt.
Zum Umschalten auf den zweiten Gang wird der Hebel 90 in die Lage 2 gebracht und danach gegen die Lage 2 A gedrängt. Die erste dieser Bewegungen in die Lage 2 lässt die Wählermuffe 86 nach links gehen und die Federn 83 bringen die Bolzen 81 aus den Löchern 82 heraus. Die treibende Welle 60 wird jetzt durch Verzögern des Motors mit verzögert, während die getriebene Welle 62 ihre Drehung wegen der Trägheit des Fahrzeuges fortsetzt. Da das Planetengetriebe die Welle 61 nötigt, sich schneller zu verzögern als die Welle 60, drücken die Sehraubengänge 74 die Mutter 73 von der Treibwelle fort.
Da jetzt das Klauenkupplungsglied 165 unbelastet ist, lässt sich der Hebel 90 aus der Stellung 2 ohne Widerstand in die Stellung 2 A verschieben und rückt daher die Zähne 66 bund 71 a ein, sobald die Klinken 80 die Zähne 78 b greifen. Es besteht daher keine Relativdrehung zwischen den Teilen des Planetengetriebes. Dieses wirkt vielmehr jetzt einfach als starre Verbindung zwischen den Wellen 61 und 62. Inzwischen sind die Zähne 78 b mit den Zähnen 63 a voll in Eingriff gelangt und die Bolzen 81 sind mit Blockwirkung in die Löcher 82 eingetreten. Unter diesen Umständen entspricht die Gesehwindigkeitsherabsetzung dem Wert 1. 55 : 1, wie es die Vorgelegewelle ergibt.
Zum Umschalten auf direkten Gang wird der Hebel 90 in Stellung 3 gelegt, so dass er die Wählermuffe nach rechts gleiten lässt und die Bolzen 81 entblockt. Sobald jetzt der Motor verzögert wird, bringen die Gewindegänge 74 die Mutter 73 nach links. Unter der Wirkung der Klinken 79 greifen die Zähne 65 a und 78 a ineinander ein und halten die treibende und die getriebene Welle unter dem Einfluss des Überholmoments im Gleichlauf. Ist dieser eingetreten, so dringen die Bolzen 81 selbsttätig in die Löcher 82 wie beschrieben ein und vermögen, wenn jetzt der Motor wieder beschleunigt wird, ein Treibmoment zu ütfertragen.
Zum Zurückschalten vom direkten Gang auf den zweiten Gang wird man den Schalthebel 90 in die Lage 2 A bringen und den Motor verzögern, so dass das Aufhören des Treibmomentes die Blockbolzen entlastet und so ihr Austreten aus den Löchern 82 ermöglicht. Der Motor wird jetzt wieder beschleunigt, um die Mutter 73 nach rechts zu bewegen und das Zahnrad 63 im zweiten Gang einzurücken.
Der Rückdruck infolge des Überholmoments lässt unter dem Einfluss der Klinken 80 die Zähne 78 b und 63 a in Eingriff miteinander gelangen. Dadurch werden im zweiten Gang die treibende und die getriebene Welle zum Gleichlauf gebracht. Die Kugeln 84 werden durch das schräge rechte Ende der Nuten 89 nach innen gedrückt, und sobald die Bolzen 81 vor den Löchern 82'stehen, lassen die Federn 85 die Bolzen in die Löcher eintreten, so dass die Mutter blockiert ist. Der Motor wird jetzt beschleunigt, und der Rückdruck des Treibmoments, das über das in diesem Zustand blockiert umlaufende Planeten-
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den ersten Gang wird der Hebel 90 gegen die Lage 2 gedrängt und der Motor zeitweilig verzögert.
Sobald das Lastmoment seinen Sinn umkehrt, geht der Hebel 90 in die Lage 2 über, und weiter in die
Lage 1. Der Rückwärtsgang wird dadurch eingeschaltet, dass man den Hebel in die Lage R bringt ; dadurch gelangen die Zähne 66 c und 12 a in Eingriff, so dass der Planetenträger gegen Drehung blockiert ist. Das Planetengetriebe wirkt jetzt als Umkehrgetriebe, wobei das Sonnenrad 69 über die Vorgelege- welle angetrieben wird. Die Stellung RA ergibt einen höheren Gang rückwärts, wobei die Wellen 60 und 61 unmittelbar gekuppelt sind. Das in Fig. 8 schematisch veranschaulichte Getriebe besitzt zwei doppelte Gangwählkupplungen und ergibt drei Geschwindigkeiten vorwärts. Die selbsttätige Sxynehron- umschaltung von jedem kleineren Gang auf den nächsthöheren geschieht durch Bedienen nur einer Doppelkupplung.
Die treibende Welle 11 0 lässt sich wechselweise mit einem auf der getriebenen Welle 111 befestigten
Zahnrad 114 verbinden, oder mit zwei Zahnrädern 112, 113, die auf der treibenden Welle gelagert sind.
Dies geschieht durch eine Synchrondoppelkupplung der an Hand von Fig. 5 und 6 beschriebenen Art.
Diese Kupplung besitzt eine Mutter 115, die in rechtsgängig Gewindegänge 116 auf Welle 110 eingreift, ferner eine Steuermuffe 117. Das Zahnrad 114 kämmt mit einem Rade 119 auf einer Vorgelegewelle 118.
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abhängig drehbar und lassen sich mit dieser wechselweise durch eine Synchrondoppelkupplung verbinden, wie sie an Hand von Fig. 2 und 4 beschrieben ist. Diese Kupplung weist eine Mutter 124 auf,
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wobei die Steuermuffe 117 und die Bloekmuffe 121 rechts stehen. Zum Einschalten des zweiten Ganges drängt man die Bloekmuffe 121 nach links und verzögert den Motor, bis die Vorgelegewellenkupplungsmutter 124 ihre linke Endlage erreicht hat und dort blockiert ist.
Der Antrieb geht jetzt, wie bei dem ersten Gang, bis zu den Zähnen 113 a, von dort über die Teile 112, 122, 122 a, 124 a und dann wie beim ersten Gang, wobei die Mutter 124 durch die Blockmuffe 121, die dabei einen Teil des Treibmomentes überträgt, in linker Greiflage gehalten wird.
Zum Einrücken des unmittelbaren Ganges verschiebt man die Steuermuffe 117 nach links und
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Ist der Unterschied zwischen dem grossen und dem kleinen Übersetzungsverhältnis innerhalb des Getriebes A grösser als zwischen den Übersetzungsverhältnissen des dritten und des ersten Ganges in B, so ergeben sich insgesamt sechs Gänge nacheinander, und nur wenn man vom dritten zum vierten Gang oder umgekehrt übergehen will, muss man in beiden Getrieben gleichzeitig eine Umschaltung vornehmen. Der insgesamt erste Gang ergibt sich durch Einschalten des ersten Ganges in B bei kleinerem-d. h. in diesem Falle direktem-Gang in A. Der zweite und dritte Gang werden dadurch erzielt, dass man B auf seinen zweiten und dritten Gang umschaltet. Der vierte Gang ergibt sich durch gleichzeitiges Umschalten in A auf hohen Gang (Übersetzung ins Schnelle) und in B zurück auf dessen ersten Gang.
Will man danach den fünften und sechsten Gang einrücken, so wird B auf seinen zweiten bzw. dritten Gang umgeschaltet.
Beim dritten Gang laufen alle Hauptwellen, nämlich 30, 32, 110 und 111, mit gleicher Geschwindigkeit. Beim Umschalten auf den vierten Gang müssen die Wellen 32 und 110 relativ zu der letzten getriebenen Welle 111 erheblich beschleunigt werden, während die treibende Welle 30 verzögert wird.
Werden die verschiedenen Gangwählerkupplungssteuerungen gleichzeitig bedient, um diese Umschaltung vorzuwählen, wie das praktisch bequem ist, so kann man die Umschaltung durchführen, indem man zunächst den Motor in nicht geringerem Grad verzögert als entsprechend dem Übersetzungsweehsel, den das Getriebe A ergibt, so dass man in A den grossen Gang einschaltet ; danach beschleunigt man den Motor in nicht geringerem Grad als den Übersetzungswechsel zwischen dem dritten und dem ersten Gang des Getriebes B entspricht, so dass man in B den ersten Gang einrückt. Dieser Gangwechsel mag also eine unbequem lange Zeit beanspruchen.
Das Hilfsgetriebe gemäss Fig. 9 jedoch ermöglicht auch diese Art des Gangwechsel, und ebenso den Übergang vom vierten zum dritten Gang, wo eine ähnliche Verzögerung auftreten kann, in der gleichen kurzen Zeit wie sonst.
Ein Zahnrad 131 auf Welle 110 kämmt mit einem Zahnrad 132, das auf der Vorgelegewelle 118 des Getriebes B sitzt. Ein Steuerhebel 734 lässt sich so bewegen, dass er das Rad 132 wechselweise mit einem Reibkupplungsglied 135 auf der Welle 118 sowie mit seinem Bremsring 136 am Gehäuse des Getriebes B zum Eingriff bringt. Das Hilfszahnrad 131 ist von etwas geringerem Durchmesser als das erste Zahnrad 113 des Getriebes B (Fig. 8).
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Beim Umschalten vom dritten zum vierten Gang werden die Steuerhebel der beiden Getriebe A und B so bewegt, dass der vierte Gang vorgewählt wird ; die treibende Welle 30 wird verzögert, und sobald das Treibmoment verschwunden ist, wird der Steuerhebel 34 entgegen dem Sinn des Uhrzeigers um seinen Zapfen 1. 34 a geschwenkt ; er kuppelt dadurch das Hilfsrad 132 mit der Vorgelegewelle 118, bis sich die Wellen 32 und 110 hinreichend beschleunigt haben, um in dem Getriebe B den ersten Gang einzudrücken. Die Verzögerung der treibenden Welle braucht nur auszureichen, um in dem Getriebe A die Übersetzung ins Schnelle einzurücken.
Beim Übergang vom vierten zum dritten Gang nach dem Bedienen der Vorwählersteuerungen der Getriebe A und B, wird die treibende Welle. 30 zeitweilig verzögert und dann wieder beschleunigt.
Sobald das Treibmoment verschwunden ist, wird der Steuerhebel 34 im Uhrzeigersinne geschwenkt und bringt das Hilfsrad 132 an dem Bremsring 136 zum Anliegen, bis die Wellen 32 und 110 genügend verzögert sind, um im Getriebe B den dritten Gang herzustellen, während die treibende Welle sich beschleunigt, bis in dem Getriebe 1 der kleine, d. h. der direkte Gang eingerückt ist.
Wenn bei der Anordnung nach Fig. 9 der Unterschied zwischen den Übersetzungsverhältnissen des grossen und des kleinen Ganges im Getriebe A geringer ist als zwischen den Übersetzungsverhältnissen des dritten und des ersten Ganges im Getriebe B, so kann das Getriebe 1 dazu verwendet werden, um einen Schnellgang zu ergeben, also einen Gang höher als der insgesamt direkte Gang. Somit sind vier Geschwindigkeiten vorwärts nacheinander erzielbar, u. zw. ohne doppelte Schaltung der G'ang- wählerkupplungen bei jedem Gangwechsel, und in diesem Falle sind die Hilfsräder 1. 31 und 1. 32 nebst Bedienung nicht erforderlich.
Fig. 10 zeigt eine Anordnung, bei welcher der hohe Gang durch direkten mechanischen Trieb erzielt wird, während die grosse Übersetzung (kleine Gang) durch ein Flüssigkeitsgetriebe nach Föttinger-Bauart erreicht wird. Infolgedessen ist das über den Weg des kleinen Ganges erzielbare Übersetzungsverhältnis nicht festgelegt, sondern hängt von der absoluten Geschwindigkeit der treibenden Welle sowie von der Drehmomentbelastung der getriebenen ab. Bei einer solchen Anordnung ist es erforderlich, den Drehmomentwandler als solchen ausser Wirkung zu setzen, wenn der direkte Gang eingeschaltet wird ; andernfalls würden die Reibungsverluste in der Flüssigkeit hinderlich sein. Der treibende Teil 141 des Flüssigkeitsgetriebes ist auf der treibenden Welle 140 befestigt, während die Turbine 142 auf der getriebenen Welle 14. sitzt.
Der Körper 146 zur Aufnahme des Rüekdruckes lässt sich durch eine einsinnig wirkende Kupplung 147 mit einem undrehbaren Glied 151 verbinden, wobei die Kupplung 147 mit einer Blockvorrichtung 149 zum Bremsen beim Schnellgang versehen sein mag. Die dargestellte Kupplung ist eine solche nach Legge,. wie bereits beschrieben.
Die getriebene Welle 14. 5 ist mit Zähnen 145 a versehen, die mit Zähnen 148 a einer Mutter 148 zusammenwirken ; die Mutter greift in rechtsgängige Sehraubengänge 143 auf der treibenden Welle 140.
Ein steuerbarer Bloekring 150 ist durch eine Keil- und Nutverbindung verschieblich auf der Mutter 148
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Ring 1. 50 durch Stangen 1. 52, die an einem Steuerglied 7J5 sitzen.
Der Arbeitskreislauf des Flüssigkeitsgetriebes wird im Getriebe ständig gefüllt gehalten. Die Mittel zum Ersetzen der an den Dichtungen austretenden Flüssigkeit und zum Durchtreiben der Flüssigkeit durch einen Kühler sind als bekannt nicht dargestellt.
Beim Anlassen aus der Ruhe bleibt die Mutter 148, wenn die Welle 140 in Fallrichtung beschleunigt wird, in der dargestellten Ausrüeklage, und die getriebene Welle 145 wird lediglich durch
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momentsteigerung eintritt ; die Drehmomentrüekwirkung auf das Glied 146 geht dabei durch die Kupplung auf den festen Teil 151 über.
Um nun den direkten Gang einzuschalten, drängt man den Blocking 150 nach links und verzögert die Welle 140, bis ihre Geschwindigkeit unter diejenige der getriebenen Welle 145 zu sinken beginnt. Die Mutter 148 wird jetzt nach links gezogen und rückt die Zähne 145 a und 148 a ineinander ein, so dass die beiden Wellen auf gleicher Geschwindigkeit gehalten werden. Sobald sich der Sehraubweg der Mutter 148 auf der treibenden Welle 140 vollendet, gelangen die Lücken zwischen den Zähnen des Blockringes 150 vor die Zähne des Ringes 144. Der Bloekring verschiebt sieh daher nach links und blockiert die Mutter auf den Gewindegängen 145. Die Welle 140 wird jetzt beschleunigt, und das Treibmoment geht durch die blockierte Synehronkupplung.
Der treibende Teil und die Turbine des Flüssigkeitsgetriebes laufen daher mit gleicher Geschwindigkeit und nehmen den Rückdruckkörper 146 frei mit, während die einsinnig wirkende Kupplung 147 jetzt ausrüekt. Auf diese Weise sind beim unmittelbaren Gang Reibverluste in der Flüssigkeit vermieden.
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