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Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, bei dem die Kraftübertragung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle über Zahnräder erfolgt, die wechselweise einschaltbare Übersetzungsstufen bilden, welche durch Verschieben von als Schubräder dienenden Zahnrädern oder von Schubmuffen mit Klauen geschaltet werden.
Wechselgetriebe dieser Bauart werden bekanntlich bei den Kraftfahrzeugen, aber auch bei andem Maschinen, z. B. für den Antrieb von Werkzeugmaschinen, verwendet. Bei den bekannten SchubräderWechselgetrieben werden die auf zwei Wellen einander zugeordneten Zahnräder durch Verschieben eines Zahnrades wechselweise in Eingriff gebracht, wogegen bei den Schubklauen-Getrieben die Zahnradpaare dauernd miteinander in Eingriff stehen. Ein Zahnrad jedes Zahnradpaares ist auf seiner Welle freilaufend angeordnet und die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Welle und dem Zahnrad wird durch Verschieben einer in Nuten der Welle gleitenden Schubmuffe hergestellt, die mit ihren Klauen in Gegenklauen des Zahnrades eingreift.
Das Verschieben der Schubräder oder Schubmuffen erfolgt bei den bekannten Ausführungen mit Hilfe von Schaltgabeln, die in die genuteten Naben der Schubräder oder der Schubmuffen eingreifen und mitHilfe eines Schalthebels verschoben werden. Die Bedienung des Schalthebels erfolgt gewöhnlich von Hand aus. Es ist aber auch schon bekannt, an Stelle des Schalthebels oder zusätzlich zu diesem hydraulische Hilfszylinder vorzusehen, die über ein Gestänge mit den Schaltgabeln in mechanischer Antriebsverbindung stehen und ein Schalten der Gänge mit Hilfe einer durch Ventile gesteuerten Druckflüssigkeit erlauben. In beiden Fällen ist die Übertragung der Schaltkraft auf die Schubräder oder Schubmuffen verhältnismässig aufwendig und daher störanfällig.
Im Falle einer Handbetätigung kommt noch hinzu, dass das Schalten der Gänge mit Sorgfalt vorgenommen werden muss und Übung erfordert, um ein falsches Schalten zu vermeiden.
Die Erfindung bezweckt nun die Verbesserung und Vereinfachung der bisher bekannten Wechselgetriebe hinsichtlich des Schaltens der Übersetzungsstufen und die Schaffung einer einfachen und betriebssicheren Anordnung, die auch für eine automatische Schaltung vorteilhaft geeignet ist. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zum Schalten der Übersetzungsstufen jedem Schubrad oder jeder Schubmuffe ein koaxial zur zugehörigen Getriebewelle auf dieser festsitzender hydraulischer Zylinder zugeordnet ist, dessen Kolben in Achsrichtung verschiebbar auf der Welle angeordnet ist, wobei der Kolben entweder mit dem Schubrad verbunden ist oder Klauen aufweist und selbst die Schubmuffe bildet. Es entfällt somit jede mechanische Übertragung der Schaltkraft, so dass Schaltgestänge und Schaltgabeln überflüssig sind.
Das Schalten der Übersetzungsstufen erfolgt durch Steuerung der die hydraulischen Zylinder betätigenden Druckflüssigkeit. Die hiezu dienenden Ventile können z. B. durch Drucktasten betätigbar sein ; es ist aber auch möglich, das erfindungsgemässe Getriebe vollautomatisch zu schalten.
Durch die erfin-
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dungsgemässe Ausbildung wird somit eine einfache und leichte Bedienbarkeit des Wechselgetriebes er- reicht, so dass dieses mit besonderem Vorteil für Kraftfahrzeuge geeignet ist, die hiebei ohne Schwie- rigkeiten auch mit mehr Übersetzungsstufen ausgestattet werden können als bei Verwendung der bekann- ten Getriebe. i Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist für die Zuführung der Druckflüssigkeit zu den hy- draulischen Zylindern in den Getriebewellen je Übersetzungsstufe ein Kanal vorgesehen, der mit der
Druckflüssigkeitsleitung verbunden ist und in den zugehörigen Zylinder mündet. Dabei sind innerhalb des Getriebegehäuses keine eigenen Leitungen notwendig, um die Druckflüssigkeit den Zylindern zu- zuführen.
Für die Zuführung der Druckflüssigkeit zu den Kanälen können auf den Wellen Nutenringe an- geordnet sein, an die die Druckflüssigkeitsleitungen angeschlossen sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Druckflüssigkeit für die Betätigung der Zylinder das im Getriebe vorhandene Schmieröl dient, das mittels einer Pumpe aus dem Getriebe- gehäuse angesaugt und über die erforderlichen Steuereinrichtungen den einzelnen Zylindern zugeführt wird. Ausser dem Vorteil, der sich durch das Wegfallen einer eigenen Druckflüssigkeit ergibt, wird bei der erfindungsgemässen Anordnung der hydraulischen Zylinder auf den Getriebewellen der weitere Vor- teil erzielt, dass die im Getriebegehäuse liegenden Zuführungskanäle, vor allem die gegebenenfalls auf die Wellen aufgesetzten Nutenringe, nicht vollständig dicht abschliessen müssen, weil allfälliges
Lecköl unmittelbar in das Getriebegehäuse zurückfliesst.
Im Interesse eines möglichst einfachen Aufbaues des erfindungsgemässen Getriebes erfolgt die Ver- stellung der Kolben der Zylinder bzw. der Schubräder oder Schubmuffen in der einen Richtung durch die Druckflüssigkeit und in der andern Richtung durch eine auf die Kolben wirkende Rückstellkraft, die durch eine Rückstellfeder oder durch einen Synchronring mit konischer Reibfläche gebildet ist. Die für das Schalten des Getriebes notwendigen Steuereinrichtungen werden dadurch vereinfacht, weil für die Rückstellbewegung lediglich eine Druckentlastung der Steuerleitungen notwendig ist. Bei Verwendung der bei Kraftfahrzeuggetrieben meist vorhandenen Synchronringe können eigene Rückstellfedern entfal- len.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die einen Schnitt durch das erfindungsgemässe Wechselgetriebe zeigt.
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--1--,le --3-- drehbar gelagert sind. Auf jeder der beiden Wellen-2, 3- sind fünf Zahnräder vorgesehen, wobei jeweils ein Zahnrad der einen Welle --2-- mit einem Zahnrad der andern Welle -3-- dauernd in Eingriff steht, so dass fünf Zahnradpaar-4 bis 8-- vorhanden sind. Das eine Zahnrad jedes Zahnradpaares ist auf seiner Welle drehfest angeordnet und das andere Zahnrad desselben Zahnradpaares ist auf der andern Welle frei drehbar gelagert.
Auf der Antriebswelle --2-- sind die Zahnräder der Zahnrad- paare-4, 5 und 7-drehfest angeordnet, wogegen die Zahnräder der Zahnradpaare-6 und 8-- lose auf ge- setzt sind. Die Abtriebswelle-3--ist mit den Zahnrädern der Zahnradpaar-6 und 8-drehfest verbun- den und gegenüber den Zahnrädern der Zahnradpaare --4, 5 und 7-- frei drehbar. Das Zahnradpaar-8bildet den Rücklauf und steht über ein Rücklaufrad --8'-- miteinander in Eingriff.
Zur Herstellung einer Antriebsverbindung zwischen den beiden Wellen --2, 3- ist jedem auf seiner Welle freilaufenden Zahnrad jedes Zahnradpaares --4 bis 8-- eine Schubmuffe --9-- zugeordnet. Die Schubmuffen -9-- sind in Achsrichtung der Wellen auf diesen verschiebbar und besitzen Klauen - -10-, die beim Verschieben in Gegenklauen --11-- an der Stirnseite der zugehörigen Zahnräder eingreifen. Zwischen den Schubmuffen --9-- und den Zahnrädern sind Synchronringe-12-- vorgesehen, die nach Art einer Rutschkupplung mit konischen Reibflächen ausgebildet sind und die Schubmuffen - vor dem Einrücken mit den zugehörigen Zahnrädern auf gleiche Drehzahl bringen.
Ausserdem üben die Synchronringe-12-- zufolge der konischen Reibflächen eine Rückstellkraft auf die Schubmuf- fen-9-aus. Die Schubmuffen-9-sind als hydraulische Zylinder --13-- ausgebildet, die koaxial zu den Wellen-2, 3- auf diesen festsitzen, wogegen ihre Kolben-14-, die die Klauen-10-tra- gen, auf den Wellen-2, 3- mitdrehbar jedoch in Achsrichtung verschiebbar angeordnet sind.
Die Zuführung der Druckflüssigkeit zu den hydraulischen Zylindern-13-- erfolgt durch in den Wellen-2 und 3-ausgesparte Kanäle-15-, die über auf den Wellen sitzende Nutenringe --16-- an die Druckflüssigkeitsleitungen angeschlossen sind. Jedem auf einer der beiden Wellen --2, 3-- frei drehbar gelagerten Zahnrad jedes Zahnradpaares --4 bis 8-ist ein eigener hydraulischer Zylinder --13-samt Kolben --14-- mit zugehörigem Nutenring-16-zugeordnet. Die zu den Nutenringen --16-führenden Druckflüssigkeitsleitungen sind strichpunktiert angedeutet und mit-17 bis 21-- bezeichnet.
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Als Druckflüssigkeit für die Betätigung der Zylinder --13-- wird das im Getriebegehäuse-l-vorhan- dene Schmieröl verwendet, welches durch eine Leitung --22-- entnommen wird. Die Kanäle--15--kön- nen in den Wellen-2, 3- aus Herstellungsgründen auch schräg verlaufen.
Die Betätigung des in der Zeichnung gezeigten Wechselgetriebes erfolgt einfach durch Steuern der den hydraulischen Zylindern --13-- zugeführten Druckflüssigkeit. Eine nicht dargestellte Ölpumpe saugt über die Leitung --22-- Schmieröl aus dem Getriebegehäuse-l-an und fördert dieses unter Druck zu einer nicht gezeigten, an sich bekannten Steuereinrichtung, von welcher das Drucköl über eine der Leitungen --17 bis 21--, den zugehörigen Nutenring --16-- und den Kanal --15-- dem hydraulischen Zylinder --13-- der einzuschaltenden Übersetzungsstufe zugeführt wird.
Der Kolben-14- des druckbeaufschlagten Zylinders -13-- verschiebt sich dadurch in Achsrichtung der Getriebewelle - 2 bzw. 3--, auf welcher er koaxial angeordnet ist, und bringt die auf ihm vorgesehenen Klauen - mit den Gegenklauen -11-- des zugehörigen Zahnrades in Eingriff, so dass dieses mit der Getriebewelle drehfest verbunden wird. Das Ausschalten der Übersetzungsstufen erfolgt durch Druckentlastung der hydraulischen Zylinder wodurch die Kolben --14-- mit den Klauen-10-auf Grund der von den Synchronringen-12-ausgeübten Rückstellkraft aus den Gegenklauen --11-- des zugehörigen Zahnrades ausgerastet werden.
Die Steuereinrichtung kann elektromagnetische Ventile aufweisen, die durch Drucktasten betätigbar sind, so dass die Übersetzungsstufen des Getriebes statt mittels eines Schalthebels durch einfaches Drücken der Drucktasten geschaltet werden. Es kann aber auch eine vollautomatisch arbeitende Steuereinrichtung vorgesehen sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, bei dem die Kraftübertragung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle über Zahnräder erfolgt, die wechselweise einschaltbare Übersetzungsstufen bilden, welche durch Verschieben von als Schubräder dienenden Zahnrädern oder von Schubmuffen mit Klauen geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten der Übersetzungsstufen jedem Schubrad oder jeder Schubmuffe (9) ein koaxial zur zugehörigen Getriebewelle (2,3) auf dieser festsitzender hydraulischer Zylinder zugeordnet ist, dessen Kolben (14) in Achsrichtung verschiebbar auf der Welle (2, 3) angeordnet ist, wobei der Kolben (14) entweder mit dem Schubrad verbunden ist oder Klauen (10) aufweist und selbst die Schubmuffe (9) bildet.
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