Geschwindigkeitswechselgetriebe. Die Erfindung betrifft ein Geschwindig- keitsw echselgetriebe derjenigen Gattung, bei welcher sich die Schaltung während des Be triebes ausführen lässt, ohne dass es nötig ist, ausserhalb des Getriebes den Antrieb zwi schen einer das Getriebe antreibenden Ma schine und dem getriebenen Teil des das Ge triebe enthaltenden Übertragungssystemes zu unterbrechen,
wobei der Geschwindigkeits wechsel durch zeitweiliges Herabsetzen des von der Antriebsmaschine auf die Eingangs welle des Geschwindigkeitswechselgetriebes übertragenen Drehmomentes eingeleitet wird.
Derartige Getriebe sind bei Kraftwagen in Form eines Zweiganggetriebes in Reihe mit einem üblichen Geschwindigkeitswech selgetriebe mit Rückwärtsgang verwendet worden, und zwar zu dem Zweck, über den direkten Gang hinaus noch eine Übersetzung ins Schnelle zur Verfügung zu haben, die sich ohne Treten des Hauptkupplungspedals 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 den Leergang und den Rückwärts gang ergebenden Getriebe, sowie mit einer Gleitkupplung, die beim Anfahren benutzt wird. Derartige Getriebe bei Kraftwagen sind mit Gangwählerklauenkupplungen ver sehen, die imstande sind, über die in Eingriff befindlichen Klauen Drehmoment sowohl vom Motor her, als auch auf den Motor ("Überholmoment") zu übertragen.
Damit man ein solches Getriebe ohne Ausrücken der in Reihe damit liegenden Reibhauptkupplung schalten kann, ist es notwendig, den Wähler kräftig auszubilden, etwa mit einem Servo motor oder einem über eine starke Feder wir kenden Schalthebel, damit die Klauenkupp- lung während der sehr kurzen Zeitspanne vollständig ausgerückt wird, während deren die Drehmomentbelastung des Getriebes ver- nachlässigbar klein ist,
nämlich, wenn der Motor dazu überLreht, Drehmoment zu emp- fangen statt abzugeben. Wäre die Klauen- kupplung nicht vollständig ausgerückt, so bald merkliches Überholmoment auf das Ge triebe zu wirken beginnt, so würde dieses Moment die Kupplung in Eingrifflage sper ren und so das Schalten hindern.
Weiterhin kann es, während eine solche Gleitklauenkupplung ausgerückt ist, dazu kommen, dass die beiden Kupplungsteile eine hohe Relativgeschwindigkeit gegeneinander annehmen, so dass beim Wiedereinrücken der Kupplung schwere Stösse auftreten. Es ist daher bei Anordnungen dieser Art nötig, Vorkehrungen dafür zu treffen, dass die Kupplung während des kurzen Augenblickes, während dessen der treibende und der getrie bene Teil synchron laufen, vollständig ein gerückt -wird.
Zweck der Erfindung ist es, ein verbes sertes Geschwindigkeitswechselgetriebe der angegebenen Art zu schaffen, bei welchem der Gangwechsel vereinfacht ist.
Erfindungsgemäss besitzt eine Kuppelvor- richtung zum Herstellen des hohen Ganges (bei einem Zweiganggetriebe) oder eines der höheren Gänge (bei einem Getriebe mit mehr als zwei Geschwindigkeiten vorwärts) eine einsinnig wirkende Kupplung, welche so ein gerichtet und angeordnet ist, dass sie immer unter der Wirkung von Überholmoment greift.
Diese einsinnig wirkende Kupplung ist mit einer regelbaren Blockvorrichtung vereinigt, die beim Herstellen des höheren Ganges so lange nicht in Blockstellung ein gerückt werden kann, bis die einsinnig wir kende Kupplung ganz eingerückt ist, und welche Blockvorrichtung nach dem Einrük- ken die Kuppelvorrichtung befähigt, Treib- moment, also solches vom Motor her, zu über tragen.
Die Ausdrücke "Treibmoment" und "Überholmoment" umfassen auch die Reak- tionsmomente, welche beim Treiben durch den Motor bezw. beim Überholen des Motors durch den gewöhnlichen angetriebenen Teil bei einem Planetengetriebe auftreten, bei welchem die Kupplung zum Herstellen eines höheren Ganges verwendet wird, um solche Reaktionsmomente zu übertragen.
Das verbesserte Getriebe ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass während der Wir kung der oben erwähnten Kupplung für den hohen Gang und einer Kupplung für den kleinen Gang, welche beiden Kupplungen für Geschwindigkeitswechsel ohne Unterbre chung des Übertragungsweges ausserhalb des Getriebes angewendet werden, das Verhält nis der Geschwindigkeiten der treibenden und getriebenen Welle des Getriebes nicht die Grenzen überschreiten kann, welche durch die durch diese Kupplungen gebildeten Gänge bedingt sind, d. h.
das Verhältnis der Geschwindigkeit der treibenden Welle zu derjenigen der getriebenen Welle kann nie mals das durch das genannte Getriebe für den kleinen Gang gegebene Verhältnis über schreiten, und kann niemals geringer sein, als das durch das Getriebe für den hohen Gang bedingte Verhältnis.
Das verbesserte Getriebe umfasst daher in seiner vorzugsweisen Ausführungsform eine einsinnig wirkende Kupplung zur Bildung des Triebes für den kleinen Gang, welche so angeordnet ist, dass sie unter dem Einfluss von Treibmoment greift, wobei sowohl die Kupplung für den hohen, als auch diejenige für den kleinen Gang fähig sind, sich selbst tätig auszurücken, sobald das durch sie über tragene Drehmoment seinen Sinn umkehrt, und wobei jede Kupplung mit einer Block vorrichtung vereinigt ist, die beim Herstellen des Antriebes nach dem Gangwechsel un fähig ist zu greifen und die zugehörige Kupplung zu blocken, bevor letztere ganz eingerückt ist, und die weiterhin fähig ist,
die Kupplung so zu blocken, dass sie sowohl Treibmoment, als auch Überholmoment zu übertragen vermag, wobei ferner eine Steuer vorrichtung derart bedienbar ist, dass die Blockvorrichtung jeweils nach der Blockstel- lung hingedrängt wird, so dass sie beim Ein rücken der zugehörigen Kupplung greift.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung durch Ausführungsbeispiele veranschaulicht, Fig. 1 zeigt schematisch ein Zweigang getriebe mit Vorgelegewelle, und Fig. 2 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel mit Planetengetriebe; Fig. 3 und 4 sind Teilschnitte längs 3-3 bezw. 4-4 der Fig. 2;
Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine aus Planetenradgetriebe und Getriebe mit Vor gelegewelle zusammengesetztes Getriebe, und Fig. 6 ein Querschnitt durch einen Teil dieses Getriebes; Fig. 7 zeigt schematisch eine Steuervor richtung für das Getriebe nach Fig. 5 Fig. 8 ist ein Schnitt durch ein Dreigang getriebe mit Vorgelegewelle; Fig. 9 zeigt eine Anordnung zum leich teren Schalten in Fällen, wo zwei Getriebe gemäss der Erfindung in Reihe miteinander gekuppelt sind;
Fig. 10 veranschaulicht im Schnitt eine weitere Ausführungsform, wobei einer der Energiewege des Getriebes ein Flüssigkeits getriebe nach Art der Föttingergetriebe auf weist.
Gemäss Fig. 1 steht ein Ritzel 10 auf der treibenden Welle 11 über eine Vorgelege- welle 12 in Dauerverbindung mit einem Zahnrad 13, das auf der getriebenen Welle 14 drehbar gelagert ist. Auf der getriebenen Welle sind beiderseits eines Ringes 15 zwei Kupplungsglieder 16 bezw. 17 mit hinter schnittenen Sperrzähnen für je eine einsinnig wirkende Kupplung angeordnet.
Die Kupp- lungsglieder 16, 17 sind mittels einer Keil- und Nutverbindung urdrehbar, aber agial- verschieblich auf der getriebenen Welle ge lagert. Die Kupplungsglieder 16, 17 wirken mit Sperrzähnen 20 bezw. 21 an den Rädern 10 bezw. 13 zusammen.
Eine Blockmuffe 22, die auf dem Ring 15 gleitet und durch eine Feder- und Nutverbindung gezwungen ist, mit ihm umzulaufen, ist mit Nuten 18 und 19 versehen, die je mit einer Anzahl von federbelasteten Bolzen 23 bezw. 24 zusam menwirken: die Bolzen vermögen in Boh rungen 25 bezw. 26 der Welle 14 einzutre ten, jedoch nur dann, wenn jeweils das zu gehörige Glied 16 respektive 17 völlig in Greiflage steht. Die Muffe 22 lässt sich durch eine Gabel 27, die durch Federn mit einer verschieblichen Vorwählersteuerstange 28 ge kuppelt 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 Kupplungsglied gestatten, eine unwirk same Lage einzunehmen, wenn das andere voll in die Verzahnung 20 bezw. 21 einge rückt ist, jedoch, wenn das eine Kupplungs glied auszurücken beginnt, das andere zum Greifen bringen. Die Treibwelle 11 ist über eine Hauptkupplung, z. B. eine Flüssigkeits kupplung oder eine Fliehkraftreibkupplung, an den Motor angeschlossen.
Fig. 1 veranschaulicht das Getriebe bei eingeschaltetem grossem Gang; jedoch ist der kleine Gang vorgewählt, und die Umschal tung ist vorbereitet.
Beim Anfahren im kleinen Gang befin den sich die Blockbolzen 23 in der entblock- ten Stellung, so wie es in Fig. 1 für die andern Bolzen 24 gezeichnet ist, und die Steuerstange 28 steht rechts, wie angegeben. Wirkt Treibmoment auf die Welle 11, so dreht sie sich in der Richtung des Pfeils. und der Antrieb überträgt sich über die Rä derzüge und das Kupplungsglied 17 des kleinen Ganges auf die getriebene Welle 14. Die Sperrzähne 20 weisen dabei das allen falls zu weit links befindliche Kupplungs glied 16 des hohen Ganges ab.
Sobald das Kupplungsglied 17 des kleinen Ganges bei dessen Einrücken voll eingerückt ist, drängt der ansteigende Teil des Grundes der Nuten 19 der unter Federdruck stehenden Block muffe 22 die Bolzen 24 in die Löcher 26 und blocken die Kupplung des kleinen Ganges, so dass, falls der Motor verzögert wird, auch Überholmoment übertragen werden kann.
Will man nun auf den hohen Gang um schalten, so bewegt man die Vorwählersteuer- stange 28 nach links; dann nimmt die Gabel 27 die Muffe 22 nach links mit und gestattet den Bolzen 24, die Löcher 26 zu verlassen, da diese Bolzen, wenn Treibmoment durch den- kleinen Gang übertragen wird, unbela- stet sind. Der ansteigende Teil des Grundes der Nuten 18 drängt nunmehr die Bolzen 23 einwärts, die jedoch, da das Kupplungsglied 16 des grossen Ganges noch nicht eingerückt ist, ihrerseits noch nicht an den Löchern 25 stehen und daher auch noch nicht. in sie ein treten können.
Der Motor wird jetzt ver zögert, und dadurch wird zunächst das Kupplungsglied 17 des kleinen Ganges un ter 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 noch rascher läuft als das Glied 16, vermag dieses nicht weit genug nach links vorzu dringen, um die Bolzen 23 bis zu den Lö chern 25 zu bringen.
Fällt nun aber die Ge schwindigkeit 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 Einrük- ken 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 und so die Bolzen 23 in die Löcher 25 einschieben kann.
Jetzt wird der Motor wieder beschleu nigt, und das Treibmoment geht von Welle 11 über die Kupplung 20, 16 des grossen Ganges, welche durch die Blockbolzen 23 am Ausrücken unter Treibmoment gehindert ist, auf Welle 14 über. Will man wieder vom grossen zum kleinen Gang übergehen, so schiebt man die Steuerstange 28 nach rechts, so dass der Grund der Nuten 19 die Bolzen 24 erneut nach innen drängt. Die Bolzen 23 bleiben, da sie durch das Treibmoment bela stet sind, vorerst in Blocklage 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 Überholmoment die Kupplung 20, 16 noch in Eingriff bleibt. Da aber jetzt die Bolzen 23 unbelastet sind, federn sie auswärts und entblocken die Kupplung 20, 16, so dass, wenn jetzt der Motor wieder be schleunigt 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 vorerst noch rascher läuft als das Rad 13. vermag das Kupplungs glied 17 zunächst nicht weit genug nach rechts vorzudringen, um die Bolzen 24 bis zu den Löchern 26 zu bringen. Erst wenn die Geschwindigkeit des Rades 13 derjenigen der Welle 14 gleichkommt, wird die Kupp lung 17, 21 des kleinen Ganges voll ein gerückt und damit der kleine Gang herge stellt.
Volles Einrücken des Kupplungsglie des 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 leerlaufendem Motor und bei durch die Belastung zum Stillstand gebrachter getriebener Getriebewelle da durch erleichtern, dass man eine Vorkehrung trifft, mittels welcher man der treibenden Welle des Getriebes eine Drehung nach rück wärts aufzwingen kann, zum Beispiel nach schor eiz. Patent Nr. 161452.
Fig. 1 zeigt eine ganz einfache Anord nung zwecks bequemer Erläuterung der Er findung. In der Praxis wird man es freilich vorziehen, eine widerstandsfähigere Form einsinniger Kupplungen zu benutzen. Die weiteren Beispiele weisen eine zwangsläu fige, einsinnige Kupplung nach Legge mit Blockvorrichtung zum Herstellen von An trieb in beiden Richtungen auf.
Fig. 2 zeigt. ein ein Planetengetriebe be sitzendes Getriebe mit zwei Geschwindigkei ten vorwärts, nämlich einem unmittelbaren Gang und einem schnellen Gang, mit vor wählbarer Synchronschaltung zwischen bei den, ferner einem Rückwärtsgang und einem Leergang. Eine Planetenträgerwelle 31 ist gleichachsig zu einer treibenden Welle 30 und einer getriebenen Welle 32 zwischen diesen beiden Wellen 30 und 32 angeord net.
Ein verschiebliches, treibendes Klauen kupplungsstück 33, das durch einen Umkehr hebel 35 über eine Wählerstange 34 gesteuert wird, ist mit Zähnen 33a und 33b versehen. die wechselweise in eine Verzahnung 31a auf Welle 31 und eine Verzahnung 36a einzu greifen vermögen, welch letztere an einer auf Welle 31 gelagerten Muffe 36 ausgebil det sind. Ein Sonnenrad 37 an der Muffe 36 kämmt mit Planetenrädern 38, die ihrerseits in ein Aussenrad 39 auf der getriebenen Welle 32 eingreifen. Der Planetenträger 31c ist mit Zähnen 31b versehen, die von Zäh nen 34a eines nicht drehbaren, an der Wäh lerstange 34 befestigten Ringes erfasst wer den können.
Es ist nun für eine selbsttätige Synchron umschaltung zwischen den Vorwärtsgängen gesorgt, und zwar mittels einer doppelten Legge-Kupplung. Hierzu gehört eine Mutter 40, die in rechtsgängige, an der Muffe 36 vorhandene Gewindegänge 41 von grosser Steigung einfasst. Die Mutter 40 hat einen beschränkten Schraubbereich auf der Muffe 36, und zwar zwischen Anlagen 42 und 43.
Zähne 40a an der Mutter 40 vermögen wech selweise in die Zähne 33b - wenn sich das Glied 33 in seiner rechten Endlage befindet - und in Zähne 44 einzugreifen, die am Getriebegehäuse 45 befestigt sind. Eine An zahl von Klinken 46 können mit den Zähnen 33b zusammenwirken. Die Klinken sind auf Zapfen 48 schwenkbar, die an der Mutter 40 befestigt sind, und werden mittels Federn 46b gegen Anschläge 46a gedrängt, Fig.3, bis ihre Spitzen bei 46c etwas vor die Zähne 40a hervorragen.
Eine gleiche Reihe von Klinken 47, Fig. 4, die unter dem Einfluss von Federn 47b stehen und durch diese gegen Anschläge 47a gedrückt werden, und, die gleichfalls auf den Zapfen 48 sitzen, sind dazu bestimmt, mit den festen Zähnen 44 zusammen zu arbeiten. Eine Blockmuffe 49 ist mit Innenzähnen 49a versehen, in welche Aussenzähne 40b der Mutter 40 einfassen: die Muffe 49 lässt sich ähnlich wie die Muffe 22 gemäss Fig. 1 durch eine Vorwählersteuerung 50, 51 einer axialen Kraft unterwerfen.
Ein zusätzlicher Zahnring 49b in respektive an der Muffe 49 befindet sich in einem achsialen Abstand von dem Zahnring 49a, wobei die einzelnen Zähne des Zahnringes 49b zu den einzelnen Zähnen des Zahnringes 49a in Um fangsrichtung versetzt sind.
Dieses Getriebe arbeitet folgendermassen: Angenommen, die Teile stehen in der ge zeichneten Lage, die treibende Welle 30 ruht, der Hebel 35 sei jedoch nach links ver- schwenkt, um die Zähne 33a in die Zähne 31a einzurücken und die Zähne 33b in die Bahn der Klinken 46 zu bringen. Die Steuer stange 51 ist nach links geschoben, um den unmittelbaren Gang zu wählen. Die Block muffe 49 vermag nicht nach links zu gehen, da die Zähne 36b gegen die Enden der Zähne 49b anliegen.
Die treibende Welle wird jetzt in Richtung des Pfeils 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 Muffe 36 zu schnellerem Umlauf als die trei bende Welle.
Die Klinken 46 an der Mutter 40 erfassen nunmehr die Zähne 33b und be schränken die Geschwindigkeit der Mutter auf diejenige der treibenden Welle, so dass die Mutter unter der Wirkung der Schrauben gänge 41 nach links verschoben wird, wobei die Klinken 46 die Zähne 40a genau in Ein griff mit den Zähnen 33b leiten. Erreicht die Mutter die Anlage 42, so hat die Drehung der Blockmuffe 49 relativ zu der Muffe 36 die Lücken der Zähne 49b zur Deckung mit den Zähnen 36b gebracht,
so dass die Muffe 49 nach links springt und die Zähne 49b in die Zähne 36b einschiebt; die Mutter wird also gegen Schraubbewegung geblockt. In diesem Zustande vermag das Getriebe sowohl Treibmoment, als auch Überholmoment un mittelbar zwischen den Wellen 30 und 32 zu übertragen. Das Planetenradgetriebe ist ge blockt.
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 hintern En den der Zähne 49a gegen die Zähne 36b an liegen. Der die Welle 30 treibende Motor wird jetzt verzögert, und die fortgesetzte Drehung des Rades 39 unter der Wirkung der Trägheit der von Welle 32 angetriebenen Teile führt dazu, dass die Muffe 36 stärker als die treibende Welle verzögert wird.
Die Mutter 40 schraubt sich daher nach rechts, bis die Zähne 40a die Zähne 33b verlassen, und die Klinken 4 7 laufen zunächst an den festen Zähnen 44 vorbei. Fortgesetzte Ver zögerung der treibenden Welle lässt die Muffe 36 zum Stillstand kommen und in entgegengesetzter Richtung umlaufen. Dar auf sperren die Klinken 47 die Mutter 40 gegen Drehung, so dass sie unter der Wir kung der Gewindegänge 41 nach rechts tritt, wobei die Zähne 40a durch die Klinken ge nau in Eingriff mit den festen Zähnen 44 geleitet werden.
Erreicht die Mutter die An lage 43, so kommen die Nuten der Zähne 49a der Blockmuffe 49 vor die Zähne 36b der Muffe 36 zu stehen, so dass die Blockmuffe 49 nach rechts springt und die Zähne 49a in die Zähne 36b einrückt. Die Mutter ist also jetzt gegen Schraubung geblockt.
Nun mehr 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 40a 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 von Schnellgang auf den kleinen unmittelbaren Gang wird die Vorwählersteuerstange 51 nach links ver schoben. Die Blockmuffe 49 bleibt aber in ihrer rechten Lage, da sie durch die auf ihre Zähne 49a infolge des übertragenen Treib momentes wirkende Belastung festgehalten wird.
Nunmehr wird die Treibmaschine zeit weilig verzögert, um die Blockmuffe 49 zu entlasten, die dann sofort in die Lage gemäss Fig. 2 springt. Wird jetzt die Maschine wie der beschleunigt, so stellt sich der unmittel- bare Gang her, wie oben beschrieben ist.
Die Klinken 46 und 47 besitzen an ihren äussern Enden an der Seite Abschrägungen 46c und 47c, Fig. 3 und 4, damit sie sich beim axialen Verschieben in den Bereich der Zähne 33b bezw. 44 leichter von diesen nie derdrücken lassen.
Für den Rückwärtsgang wird der Hebel 35 nach rechts verschwenkt, so dass die Wäh lerstange 34 die Zähne 33b in die Zähne 36a einrückt und den Planetenträger dadurch gegen Drehung blockt, dass die Zähne 34a mit den Zähnen 31b in Eingriff stehen.
Das Getriebe gemäss Fig. 5, das als Hauptwechselgetriebe eines Kraftwagens ge eignet ist, ergibt drei Gänge vorwärts, Leer gang und zwei Rückwärtsgänge, die gleiche doppelte Legge - Synchronkupplung dient dazu, vorwählbare Selbstumschaltung zwi schen dem ersten und dem zweiten Gang, so wie zwischen dem zweiten und dem dritten herbeizuführen.
Eine treibende Welle 60 liegt gleichachsig zu einer Zwischenwelle 61 und einer getrie benen Welle 62. Ein Zahnrad 63. das auf Welle 61 gelagert ist, wird durch eine Vor gelegewelle 64 von einem auf der Welle 60 sitzenden Zahnrad 65 angetrieben, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen Welle 60 und Zahnrad 63 den Wert 1,55 : 1 be sitzt.
Das Zwischenrad <B>63</B> sitzt an einem Klauenkupplungsglied 165 mit Zähnen 165a, die in Zähne 66a eines weiteren Klauenkupp- lungsgliedes 66 einzufassen vermögen, das mittels einer Gabel 67 auf Planetenträger zapfen, z. B. 68, verschoben werden kann.
Planetenritzel 70 kämmen mit einem Sonnen rad 69 auf der Welle 61, sowie mit einem Aussenrad 71, das an der getriebenen Welle 62 befestigt ist. Das Übersetzungsverhältnis zwischen Planetenkäfig und Sonnenrad be sitzt bei feststehendem Aussenrad den Wert 1 :3.
Das verschiebliche Kiauenkupplungs- glied 66 weist zusätzliche Zähne 66b und <B>66e</B> auf, die in Zähne 71a an dem Aussenrad 71 bezw. Zähne 72a am Getriebegehäuse 72 einzugreifen vermögen.
Die doppelte Synchronkupplung besitzt eine gemeinsame Mutter 73, die mittels rechtsgängigen Gewindegängen 74 von gro sser Steigung auf die Welle 61 geschraubt ist. Diese Mutter hat zwischen Anlagen 75 und 76 einen beschränkten Schraubweg. Die Mutter ist mit einem Ring 77 versehen, der in ein Rohr 78 mit axialen Endzähnen 78a bezw. 78b ausläuft; die Zähne können wech selweise mit Zähnen 65a des Rades 65 bezw. mit Zähnen 63a des Rades 63 in Eingriff gebracht werden.
Am hintern Ende der Treibwelle 60 sind Klinken 79 angelenkt, deren Spitzen, von der treibenden Welle her gesehen, entgegen dem Uhrzeiger gerichtet sind; weitere Klinken 80, deren Spitzen im Uhrzeigersinne weisen, sind am Rade 63 an gelenkt. Die beiden Klinkensätze entsprechen nach Anordnung und Wirkungsweise den Klinken 46 bezw. 47 des Beispiels nach Fig. 2, 3 und 4.
Die Blockvorrichtung für diese Synchron kupplung umfasst eine Anzahl von Bolzen 81, die in radialen Bohrungen des Ringes 77 der Mutter 73 verschieblich sind. In der obern Hälfte der Fig. 6 sind diese Bolzen in ungeblocktem Zustand dargestellt, in der un tern Hälfte dagegen im Blockzustand. Ihre Innenenden vermögen je in ein Loch 82 der Welle 61 einzutreten, wenn sich die Mutter in der einen Endlage befindet, und je in ein Loch 82', wenn sich die Mutter in der andern Endlage / befindet. Die Bolzen 81 werden durch schwache Federn 83 auswärts gedrängt.
und ihre Aussenenden nehmen in Bohrungen Kugeln 84 auf, unter denen sich kräftige Federn 85 befinden, welche die Kugeln aus den Bolzen herauszudrängen suchen. 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 verschieblich. Auf der Innenfläche der llluffe 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 Hülse 92 befestigt ist, die ihrerseits mittels einer Keil- und Nutverbindung auf einer Welle 93 verschieblich ist; diese ist durch feste Lager 94 an einer Axialverschiebung gehindert. Eine Hohlnabe 67a der Gabel 67 für die Bedienung des Klauenkupplungsglie- des 66 ist auf einem Fortsatz 95 der Hülse 92 drehbar gelagert und wird darauf durch einen Ring 96 in Stellung gehalten.
Ein in eine Gabel endender Arm 97, der auf der Welle 93 befestigt ist, bedient einen Winkel hebel 98, der durch einen Lenker 99 mit einem Gelenkzapfen 104 einer Vorwähler- stange 88 gekuppelt ist.
Diese Einrichtung arbeitet folgender massen: Angenommen, der Getriebehebel 90 befinde sich in. Lage N (Fix. 7) : dann sind keine Zähne des Klauenkupplungsgliedes 66 in Eingriff, und die treibende Welle 60 kann leer laufen. Eine nicht dargestellte Haupt reibkupplung, 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 66a in die Zähne 165a ein greifen. Dadurch wird der Planetenträger mit dem Zahnrad 63 geblockt, und die Wäh lermuffe 86 wird nach rechts verschoben. Man rückt nun 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 Schrauben gänge 74 verschieben daher die Mutter 73 nach links, so dass unter der Wirkung der Klinken 79 die Zähne 78a in. die Zähne 65a einfassen. 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 hineinge drückt und blocken die Mutter auf den Schraubengängen. Auf diese Weise wird in dem für den Notfall dienenden kleinen Gang beidsinnig Antrieb hergestellt.
Zum Umschalten auf den zweiten Gang wird der Hebel 90 in die Lage 2 gebracht und danach gegen die Lage 2A 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 Fahr zeuges fortsetzt. Da das Planetenradgetriebe die Welle 61 nötigt, sich schneller zu ver zögern als die Welle 60, drücken die Schrau bengänge 74 die Mutter 73 von der Treib- welle fort.
Da jetzt, nachdem die Klinken 80 mit den Zähnen 78b in Eingriff gelangt sind, das Klauenkupplungsglied 165 unbelastet ist, lässt sich der Hebel 90 aus der Stellung 2 ohne Widerstand in die Stellung 2A ver schieben, rückt daher die Zähne 66b und 71a ein. 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 78b voll in Ein griff mit den Zähnen 63a gelangt, und die Bolzen 81 sind mit Blockwirkung in die Lö cher 82' eingetreten. Unter diesen Umständen entspricht die Geschwindigkeitsherabsetzung dem Wert 1,55 : 1, wie es die Vorgelegewelle ergibt.
Zum Umschalten auf unmittelbaren Gang wird der Hebel 90 in Stellung 3 ge legt, so dass er die Wählermuffe nach rechts gleiten lässt und die Bolzen 81 entblockt. So bald jetzt, der Motor verzögert wird, bringen die Gewindegänge 74 die Mutter 73 nach links. Unter der Wirkung der Klinken 79 greifen die Zähne 65a und 78a ineinander ein und halten die treibende und die getrie bene Welle unter dem Einfluss von Überhol moment im Gleichlauf. Ist dieser eingetreten, so dringen die Bolzen 81 selbsttätig in die Löcher 82 ein, wie beschrieben, und vermö- gen, wenn jetzt der Motor wieder beschleu- nigt wird, Treibmoment zu übertragen.
Zum Zurückschalten von unmittelbarem Gang auf den zweiten Gang wird man den Schalthebel 90 in die Lage 2A bringen und den Motor verzögern, so dass das Aufhören des Treibmomentes die Blockbolzen entlastet und so ihr Austreten aus den Löchern 82 er möglicht. Der Motor wird jetzt wieder be schleunigt, um die Mutter 73 nach rechts zu bewegen.
Das Treibmoment lässt unter dem Einfluss der Klinken 80 die Zähne 78b und 63a in Eingriff miteinander gelangen und bewirkt dadurch die drehfeste Verbindung der Welle 60 mit der Welle 61 über das Rad 63. Die Kugeln 84 werden dabei durch das schräge rechte Ende der Nuten 89 nach innen ge drückt, und sobald die Bolzen 81 vor den Löchern 82' stehen, lassen die Federn 85 die Bolzen in die Löcher eintreten, so dass die Mutter geblockt ist. Zum Umschalten vom zweiten auf den ersten Gang wird Hebel 90 gegen Lage 2 gedrängt und der Motor zeit weilig verzögert.
Sobald das im Getriebe sieb übertragende Moment seinen Sinn umkehrt, geht Hebel 90 in die Lage 2 über, und wei. ter wird er in die Lage 1 gebracht. Der Rück wärtsgang wird dadurch eingeschaltet, dass man den Hebel in die Lage R bringt: da durch gelangen die Zähne 66e und 72a in Eingriff, so dass der Planetenträger gegen Drehung geblockt ist. Das Planetengetriebe wirkt jetzt als Umkehrgetriebe, wobei das Sonnenrad 69 über die Vorgelegewelle an getrieben wird.
Die Stellung<I>RA</I> ergibt einen höheren Gang rückwärts, wobei die Wellen 60 und 61 unmittelbar gekuppelt sind.
Das in Fig. 8 schematisch veranschau lichte Getriebe besitzt zwei Gangwähl- Doppelkupplungen und ergibt drei Geschwin digkeiten vorwärts. Die selbsttätige Syn chronumschaltung von jedem kleineren Gang auf den nächsthöheren geschieht durch Be dienen nur der einen oder der andern der beiden Doppelkupplungen.
Die treibende Welle 110 lässt sich wech selweise mit einem auf der getriebenen Welle 111 befestigten Zahnrad 114 direkt verbin den, oder mit zwei Zahnrädern 112, 113, die auf der treibenden Welle gelagert sind. Dies geschieht durch eine Synchron-Doppelkupp- lung der anhand von Fig. 5 und 6 beschrie benen Art. Diese Kupplung besitzt eine Mut ter 115, die in rechtsgängige Gewindegänge 116 auf der Welle 110 eingreift, ferner eine Steuermuffe 117.
Das Zahnrad 114 kämmt mit einem Rade 119 auf einer Vorgelegewelle <B>118.</B> Zahnräder 122 und 123, die mit den Rädern 112 bezw. 113 kämmen, sind auf der Vorgelegewelle unabhängig drehbar und las sen sich mit letzterer wechselweise durch eine Synchron-Doppelkupplung verbinden, wie sie anhand von Fig. 2 und 4 beschrie ben ist. Diese Kupplung weist eine Mutter 124 auf, die in Linksgewinde 120 der Vor gelegewelle 118 eingreift, ferner eine Block muffe 121.
Die treibende Welle 110 läuft in der Richtung des Pfeils. Bei kleinstem Gang überträgt sich der Antrieb über die Teile 110, 116, 115, 115a, 113a, 113, 123, 123a, <I>124a,</I> 124, 120, 118,<B>1</B>19, 114 und 111, wo bei die Steuermuffe 117 und die Blockmuffe 121 rechts stehen. Zum Einschalten des zwei ten Ganges drängt man die Blockmuffe 121 nach links und verzögert den Motor, bis die Vorgelegewellen -Kupplungsmutter 124 ihre linke Endlage erreicht hat und dort geblockt ist.
Der Antrieb geht jetzt, wie bei dem er sten Gang, bis zu den Zähnen 113a, von dort über die Teile 112, 122, 122a, 124a und dann wie beim ersten Gang, wobei die Mut ter 124 durch die Blockmuffe 121, die dabei einen Teil des Treibmomentes überträgt, in linker Greiflage gehalten wird. Beim Rück schalten auf den ersten Gang ist zunächst der Motor zu verzögern, um die Muffe 121 zu entlasten, damit sie nach rechts versebo- ben werden kann.
Zum Einrücken des unmittelbaren Ganges verschiebt man die Steuermuffe 117 nach links und verzögert den Motor, bis die Treib wellenkupplungsmutter 115 nach rechts ge gangen und hier geblockt ist. Der Antrieb geht jetzt über die Teile 110, 116, 115, 115b, 114a, 114 und 111;
die - Mutter 115 ist in ihrer rechten Greiflage durch die Sperrbolzen geblockt, welche das Treibmoment übertra gen, so dass auch hier zwecks Rückschaltens der Mutter eine Verzögerung des Motors not wendig ist, damit die Sperrbolzen ausrücken können. Eine vermehrte Anzahl von Ge schwindigkeiten lässt sich dadurch erzielen, dass man mehrere der beschriebenen Wechsel getriebe hintereinanderlegt. So bezeichnen in Fig. 9 A und B Getriebe von der Art gemäss Fig. 2 und Fig. B.
Die getriebene Welle 32 des ersten Getriebes A (Fig. 2) ist durch eine geil- und Nutverbindung 135 mit der treibenden Welle<B>110</B> des zweiten Getriebes B (Fig. 8) unmittelbar gekuppelt.
Ist der Unterschied zwischen dem grossen und dem kleinen Übersetzungsverhältnis in nerhalb 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 Umschal tung vornehmen. Der insgesamt erste Gang ergibt sich durch Einschalten des ersten Gan ges in B bei kleinerem - d. h. in diesem Falle unmittelbarem - Gang: in A.
Der zweite und dritte Gang wertlen_ dadurch er zielt, 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 bezw. dritten Gang umge schaltet.
Beim dritten Gang laufen alle Haupt wellen, nämlich 30, 32, 110 und 111, mit gleicher Geschwindigkeit. Beim Umschalten auf den vierten Gang müssen die Wellen 32 und 110 relativ zu der getriebenen Welle <B>111</B> erheblich beschleunigt werden, während die treibende Welle 30 verzögert wird. Wer den die verschiedenen Gangwählerkupplungs- Steuerungen 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 ent sprechend dem Übersetzungswechsel, den das Getriebe<I>A</I> ergibt,
so dass man in<I>A</I> den gro ssen Gang einschaltet; danach beschleunigt man den Motor in nicht geringerem Grad als dem Übersetzungswechsel zwischen dem drit ten 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 Hilfs getriebe gemäss Fig. 9 jedoch ermöglicht auch diese Art des Gangwechsels, 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 Vor gelegewelle<B>118</B> des Getriebes B sitzt. Ein Steuerhebel 134 lässt sich so bewegen, dass er das Rad 132 wechselweise mit einem Reib- kupplungsglied 135' auf Welle 118, sowie mit einem Bremsring 136 am Gehäuse des Getriebes B zum Eingriff bringt. Das Hilfs zahnrad 131 ist von etwas geringerem Durch messer als das erste Zahnrad 113 des Getrie bes B, Fig. B.
Beim Umschalten vom dritten zum vier ten Gang werden die Steuerhebel der beiden Getriebe A und B so bewegt, da.ss der vierte Gang vorgewählt wird; die treibende Welle 30 wird verzögert, und sobald das Treib- moment verschwunden ist, wird der Steuer hebel 134 entgegen dem Uhrzeiger um seinen Zapfen 134a 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 einzurücken.
Die Verzöge rung der treibenden Welle braucht nur aus zureichen, um in dem Getriebe A die Über setzung ins Schnelle einzurücken.
Beim Übergang vom vierten zum dritten Gang nach dem Bedienen der Vorwähler- steuernngen der Getriebe<I>A</I> und<I>B</I> wird die treibende Welle 30 zeitweilig verzögert und dann wieder beschleunigt. Sobald das Treib- moment verschwunden ist, wird der Steuer hebel 134 im Uhrzeigersinn geschwenkt und bringt das Hilfsrad 132 zum Anliegen an dem Bremsring 136, 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 A der kleine, d. h. der unmit telbare Gang eingerückt ist.
Wenn bei der Anordnung nach Fig. 9 der Unterschied zwischen den Übersetzungs- verhältnissen des grossen und des kleinen Ganges im Getriebe A geringer ist als zwi schen den Übersetzungsverhältnissen des dritten und des ersten Ganges im Getriebe <I>B,</I> so kann das Getriebe<I>A</I> dazu verwendet werden, um einen vierten schnellen Gang zu ergeben, also einen Gang höher als der ins gesamt unmittelbare Gang, derart, dass vier Geschwindigkeiten vorwärts nacheinander erzielbar sind, und zwar ohne doppelte Schal tung der Gangwählerkupplungen bei jedem Gangwechsel;
in diesem Falle sind die Rüfs- räder 131 und 132 nebst Bedienung nicht er forderlich.
Fig. 10 zeigt eine Anordnung, bei wel cher der hohe Gang durch unmittelbaren mechanischen Trieb erzielt wird, während kleiner Gang durch ein Flüssigkeitsgetriebe (Wandler) nach Föttinger-Bauart erreicht wird. Infolgedessen ist das über den Weg des kleinen Ganges erzielbare Übersetzungs- verhältnis nicht festgelegt, sondern hängt von der absoluten Geschwindigkeit der trei benden Welle, sowie von der Drehmoment belastung der getriebenen Welle ab.
Bei einer solchen Anordnung ist es erforderlich, den Drehmoment-Wandler als solchen ausser Wirkung zu setzen, wenn unmittelbarer Gang eingeschaltet wird; andernfalls wür den die Reibungsverluste in der Flüssigkeit hinderlich sein. Der treibende Teil 141 des Flüssigkeitsgetriebes ist auf der treibenden Welle 140 befestigt, während das Turbinen rad 142 auf der getriebenen Welle 145 sitzt.
Der Körper 146 zur Aufnahme des Rück druckes lässt sich durch eine einsinnig wir- kende Kupplung 147 mit einem urdrehbaren Glied 151 verbinden, wobei die Kupplung 147 mit einer Blockvorrichtung 149 versehen sein mag, welche imstande ist, den Körper 146 daran zu verhindern, vorwärts zu rotie ren, z. B. wenn gewünscht wird, der getrie benen Welle 145 beim Verwenden des hy draulischen Antriebes ein Bremsmoment zu erteilen.
Die dargestellte Kupplung ist eine solche nach Legge, wie bereits beschrieben.
Die getriebene Welle 145 ist mit Zähnen 145a versehen, die mit Zähnen 148a einer Mutter 148 zusammenwirkt; die Mutter greift in linksgängige Schraubengänge 143 auf der treibenden Welle 140. Ein steuer barer Blockring 150 ist durch eine Keil- und Nutverbindung verschiebbar auf der Mutter 148 gelagert und vermag mit einem Zahn kranz 144 der Welle 140 in Eingriff zu tre ten. Der Ring 150 wird durch Stangen 152 bedient, die an einem Steuerglied 153 sitzen.
Der Arbeitskreislauf des Flüssigkeitsge triebes wird im Betriebe ständig gefüllt gehalten. Die Mittel zum Ersetzen der an den Dichtungen vorbeileckenden Flüssigkeit und zum Durchtreiben der Flüssigkeit durch einen Kühler sind als bekannt vorausgesetzt und nicht dargestellt.
Beim Anlassen aus der Ruhe bleibt die Mutter 148, wenn die Welle 140 in Pfeil richtung beschleunigt wird, in der darge stellten Ausrücklage, und die getriebene Welle 145 wird lediglich durch die im Flüs sigkeitsgetriebe übertragene Energie ange trieben, wodurch in bekannter Weise eine Drehmomentsteigerung eintritt; die Dreh momentrückwirkung auf das Glied 146 geht dabei durch die Kupplung 147 auf den festen ,Teil 151 über.
Um nun den unmittelbaren Gang einzu schalten, drängt man den Blockring 150 nach links und verzögert die Welle 140, bis ihre Geschwindigkeit unter diejenige der getrie benen Welle 145 zu sinken sucht. Die Mut ter 148 wird jetzt nach links gezogen und rückt die Zähne 145a und 148a ineinander ein, so dass die beiden Wellen bei gleicher Geschwindigkeit gehalten werden. Sobald sich der Schraubweg 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 Blockring verschiebt sich daher nach links und blockt die Mutter auf den Gewindegän gen 143.
Die Welle 140 wird jetzt beschleu nigt, und das Treibmoment geht durch die geblockte Synchronkupplung. Der treibende Teil und die Turbine des Flüssigkeitsgetrie bes laufen daher mit gleicher Geschwindig keit und nehmen den Rückdruckkörper 146 frei mit, während die einsinnig wirkende Kupplung 147 jetzt ausrückt (nachdem die Vorrichtung 149 nach links bewegt worden ist, wenn sie vorher eingerückt war). Auf diese Weise sind beim unmittelbaren Gang Reibverluste an der Flüssigkeit vermieden.
Um von dem unmittelbaren Gang wieder auf kleinen Gang zu schalten, ist vorerst eine Verzögerung der Antriebswelle nötig, um den Ring 150 zu entlasten, damit er aus gerückt werden kann.