Kraftübertragungsvorrichtung. Die Erfindung betrifft eine Kraftübertra gungsvorrichtung, mit einem gezahnten Pri märglied und einem Sekundärglied sowie einem Zwischenglied, das mit Zähnen ver sehen ist, die mit denen des Primärgliedes in Eingriff bringbar sind, und das mit dem Se kundärglied so in Eingriff steht, dass es durch Umkehr des Drehmomentes zwischen dem Zwischenglied und dem Sekundärglied gezwungen werden kann, sich schraubenför mig mit Bezug auf das Sekundärglied zu be wegen.
Die Erfindung bezweckt eine verbesserte Form einer solchen Kraftübertragungsvorrich tung zu schaffen, die besonders für die Her stellung einer Anzahl verschiedener Über setzungen geeignet ist, wobei die Wechsel zwischen diesen synchron erfolgen können, d. h. ohne Gefahr eines Reibens der gezahn ten Glieder aufeinander und eines Stosses.
Gemäss der Erfindung ist die Kraftüber tragungsvorrichtung in der Weise ausgebil det, dass das Zwischenglied eine Schrauben- bewegung ausführen kann, bei der es eine solche Axialverschiebung gegenüber dem Primärglied erhält, dass es von einer ersten Stellung, in der die erwähnten Zähne des Primärgliedes und des Zwischengliedes sich ausser Eingriff befinden, über eine zweite Stellung, in der diese Zähne in Eingriff stehen, hinaus zu einer dritten Stellung ge langt, in der diese Zähne wieder ausser Ein griff sind, dass die Vorrichtung ferner zwei Hilfsklinkenantriebe enthält,
die das Primär glied und das Zwischenglied miteinander kuppeln und einen geräuschlosen Eingriff die ser Zahnglieder gewährleisten, wenn das Zwischenglied von der ersten bezw. der drit ten Stellung zur zweiten Stellung bei einer Relativdrehung des Primärgliedes und des Sekundärgliedes in der einen oder andern Richtung gelangt, und dass weiter ein steuer bares Sperrglied vorgesehen ist, welches das Zwischenglied gegen Überschreiten der zwei ten Stellung sichern kann, wenn es von der dritten Stellung dorthin. verbracht wird.
Wo die Kraftübertragungsvorrichtung wenig stens drei verschiedene Vorwärtsgänge zwi schen einer Eingangswelle und einer Aus gangswelle besitzt, können drei zueinander drehbewegliche Glieder angeordnet sein, von denen das erste und dritte Zähne aufweist, das erste und zweite miteinander in Eingriff gelangen können, um den mittleren Gang zu bewirken, und das dritte und zweite mitein ander in Eingriff gelangen, um den grossen Gang zu bewirken.
Das gezahnte Zwischen glied ist dabei auf dem oben genannten Sekundärglied so angeordnet, dass es zu einer schraubenförmigen Bewegung veranlasst wer den kann von einer ersten Stellung, in der die Zähne des Zwischengliedes und des Pri märgliedes ausser Eingriff sind, über eine zweite Stellung, in der das Primärglied und das Zwischenglied in Eingriff miteinander stehen, weiter über eine dritte Stellung, in der die Zähne ausser Eingriff sind, zu einer vierten Stellung, in der das dritte und das Zwischenglied in Eingriff stehen.
Dabei kön nen Klinken an mindestens einem der ge zahnten Glieder so angeordnet sein, dass sie mit den Zähnen eines andern der zuletzt genannten Glieder einen gegenseitigen Ein griff des primären Gliedes und des Zwischen gliedes bewirken, wenn das Zwischenglied von der ersten bezw. der dritten Stellung zu einer zweiten Stellung gelangt, dadurch, dass das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangswelle kleiner bezw. grösser wird als beim mittleren Gang; ein Eingriff des dritten Gliedes mit dem Zwi schenglied kann dadurch bewirkt werden, dass das Zwischenglied von der dritten zur vierten Stellung gelangt, wenn das Geschwindig keitsverhältnis zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle kleiner zu werden strebt als dem grossen Gang entspricht.
Schliesslich kön nen Steuereinrichtungen vorgesehen sein, die einerseits das Zwischenglied in der vierten Stellung sperren und anderseits verhindern, dass das Zwischenglied über die zweite Stel lung hinausgeht, wenn es von der dritten Stellung in sie verschoben wird.
Die Erfindung ist im folgenden näher in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben, die ein Geschwindig keitswechselgetriebe mit drei Vorwärtsgän- gen und einem Rückwärtsgang zeigt, wie es für ein Kraftfahrzeug mit Brennkraft- maschine in Frage kommt.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt des Getriebes, in welchem ein Teil der Schalteinrichtungen fortgelassen ist und bei dem ein Zwischen glied für den Rückwärtsgang in die Zeichen ebene versetzt und gestrichelt dargestellt ist, Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1 eines Einzelteils in grösserem Massstabe, Fig. 3 einen abgewickelten Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 1, Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 1, Fig. 5 einen Längsschnitt eines Teils im Kupplungsgestänge, der in Fig. 1 in Ansicht gezeigt ist, Fig. 6, 8, 10, 12, 14 und 16 Längsschnitte eines Teils des Getriebes mit den Einzelhei ten dieses Teils in verschiedenen Stellungen zueinander, Fig. 7, 9, 11, 13, 15 und 17 abgewickelte Schnitte, wie in Fig.
3 dargestellt, jedoch mit der Stellung der Einzelheiten entsprechend den jeweils zugehörigen Fig. 6, 8, 10, 12; 14 und 16, Fig. 18 einen Schnitt der Schalthebelvor- richtung gemäss der Linie 18-18 der Fig. 19, Fig. 19 einen entsprechenden Querschnitt nach der Linie 19-19 der Fig. 18, Fig. 20 eine Draufsicht entsprechend der Linie 20-20 der Fig. 18.
Das Geschwindigkeitswechselgetriebe ge mäss Fig. 1 ist in einem Gehäuse 10 unter gebracht, in welchem eine Eingangswelle 11 gelagert ist, deren linkes Ende von einem nicht näher dargestellten Traglager abge stützt ist. Die Welle 11 kann die getriebene Welle einer Hauptkupplung sein, z. B. einer hydraulischen Kupplung mit Einrichtung zur Entlastung vom Schleppdruck, wie dies in der Schweiz. Patentschrift Nr. 161452 näher beschrieben ist, oder einer Fliehkraft- reibungskupplung, die die Antriebsmaschine mit dem Getriebe verbindet. Ein mit der Welle 11 starr verbundenes Ritzel 12 steht mit einem auf der lose gelagerten Gegenwelle 14 aufgekeilten Getrieberad 13 in ständigem Eingriff.
Ein für den mittleren Gang die nendes Getrieberad 15 ist auf der Eingangs welle 11 drehbar aufgesetzt mittels Kugel lagern 16 und 17 und steht in Eingriff mit einem Getrieberad 18, das auf der Gegen welle 14 aufgekeilt ist und kleineren Durch messer als das Rad 13 besitzt. Eine Aus gangswelle 19 ist bei 20. im Gehäuse 10 gelagert, und ihr linkes Ende ist mittels eines Nadellagers 21 innerhalb einer Ausbohrung der Eingangswelle 11 gelagert. Eine Hülse 22 ist durch Nadellager 23 auf einer Büchse 24 der Ausgangswelle drehbar gelagert, und die Büchse ist zusammen mit dem innern Ring des Kugellagers 20 und einer Sperr büchse 25 zwischen einem geschlitzten Ring 26 und einer Mutter 28 eingespannt gehalten.
Der Ring 26 ist in einer Ringnut 29 ein gelagert, die in den rechtsgängigen schrau benförmigen Keilen 27 auf der Welle 19 aus gespart ist, und die Sperrbüchse 25 besitzt entsprechende innere Keile 30, die mit den Keilen 27 in gegenseitigem Eingriff stehen und eine bestimmte Winkelstellung zwischen Büchse 25 und Welle 19 gewährleisten. Ein Zahnrad 31 für den kleinen Gang ist auf der Hülse 22 drehbar gelagert und steht mit einem Ritzel 32 in ständigem Eingriff, das seinerseits mit der Gegenwelle 14 starr ver bunden ist bezw. aus einem Stück mit ihr be steht.
Ein Getrieberad 33 für den Rück wärtsgang mit innern Keilen 34 ist auf Kei len 35 an der Aussenseite der Hülse 22 ver schiebbar gelagert, und seine innern Keile 34 können mit Keilen 36 des Rades 31 in Ein griff gebracht werden. Eine Schaltstange 37 greift mit ihrer Schaltgabel 38 in eine Ring nut 39 der Nabe des Rades 33 ein.
Zum Rückwärtsgangaggregat gehören ausserdem noch die zwei Getrieberäder 40 und 41, die in gestrichelten Linien in die Zeichen ebene vorgerückt dargestellt sind. Diese Ge trieberäder sind auf einem festen Zapfen drehbar gelagert, dessen Achse in ihrer tat sächlichen Lage mit 42 bezeichnet ist. Das Rad 41 steht in ständigem Eingriff mit dem Rad 32, während das Rad 40 mit dem längs verschieblichen Rad 33 für den Rückwärts gang in Eingriff gebracht werden kann, wenn die Gangwählstange 37 in ihre äusserste Stellung nach links bewegt wird. Wenn diese Gangwählstange dagegen sich in ihrer Mittel stellung befindet, dann ist das Rad 33 für den Rückwärtsgang ausser Eingriff sowohl mit Rad 40 als auch mit Rad 31.
Der Kupplungsmechanismus zur Auswahl der Vorwärtsgänge besitzt ein Zwischenglied in Form einer Mutter 50, die mit den Keilen 27 der Sekundär- oder Ausgangswelle 19 in Eingriff steht, so dass sie zu einer schrauben förmigen Bewegung auf dieser Welle bei ihrer Verschiebung zwischen dem Ring 26 und einem geschlitzten Ring 51 gezwungen wird, der in einer Ringnut 52 durch einen Winkelring 53 und einen Federring 54 gehal ten ist. Die Mutter 50 weist einen Flansch 55 auf, der an seinem äussern Umfang mit ra dialen Zähnen 56 versehen ist.
Wenn die Mutter 50 sich in ihrer äussersten Linksstel- lung befindet, dann stehen die Aussenzähne 56 mit Innenzähnen 57 einer Trommel 58 in Eingriff, die ihrerseits mit der Eingangs- oder Primärwelle 11 starr verbunden ist bezw. ein Stück mit dieser bildet. Auf einem vorspringenden Teil 59 des Zahnrades 15 ist ein Ring 60 aufgesetzt mit Innenzähnen 61,. die ebenfalls mit den Zähnen 56 in Eingriff gebracht werden können, und zwar dann, wenn die Mutter 50 von der dargestellten Lage nach rechts bewegt wird.
An einem (dem linken) Ende der Hülse 22 befinden sich Innenzähne 62, die mit den Aussen zähnen 56 der Mutter 50 in Eingriff ge langen, wenn die Mutter am weitesten nach rechts bewegt wird. Auf der linken Seite des Ringflansches 55 an der Mutter 50 befinden sich eine oder mehrere Klinken 63, die auf Zapfen 64 drehbar aufgesetzt sind. Die Nasen 65 dieser Klinken befinden sich, wie aus Fig. 2 ersichtlich, vor den Zapfen 64 mit Be zug auf die normale Drehrichtung, wie sie der Pfeil an der Eingangswelle 11 der Fig. 1 angibt, und sie stehen in Umfangsrichtung leicht über die Vorderflanken der ihnen je weils zunächst gelegenen Zähne 56 vor.
Das Zahnspiel und das Mass dieses Überragens der Klinken sind in Fig. 2 übertrieben gross dargestellt. Federn 66 drücken die Klinken nach aussen in die gezeigte Stellung. Auf der rechten Seite des Flansches 55 sind ebenfalls eine oder mehrere Klinken 67 vorgesehen, die ähnlich angeordnet sind wie die Klinken 63, nur dass ihre Nasen 65 im Hinblick auf die genannte Drehrichtung hinter den zugehöri gen Drehzapfen 64 liegen und sich ein wenig über die Rückflächen der ihnen zunächst ge legenen Zähne 56 erstrecken. Im folgenden sind die Einrichtungen zur Sperrung der Mutter 50 in ihren verschiede nen Stellungen beschrieben.
Der Steigungs winkel der schraubenförmigen Keile 27 auf der Welle 19 ist so gewählt, dass die Mutter 50 sich um ungefähr 45 Grad gegenüber der Welle 19 zu drehen gezwungen ist, wenn sie um ihren vollen axialen Weg auf dieser Welle verschoben wird. d. h. von der Berüh rung mit dem Anschlagring 26 auf der rech ten Seite bis zum Anschlagring 51 auf der linken Seite. Die Mutter 50 weist acht in axialer Richtung gleichlange und auf ihrem Umfang gleichmässig verteilte Keile 50A auf, die eine Breite entsprechend der Breite der Nuten zwischen ihnen besitzen, und die in ständigem Eingriff mit acht abwechselnd langen und kürzeren Keilen 70A und 70B auf der Innenseite einer Sperrhülse 70 stehen.
Die Sperrhülse 25 ist mit zwei vonein ander getrennten Ringen verhältnismässig kurzer axial gerichteter Keile 25A und 25B versehen, zwischen denen sich längs des Um fanges eine Lücke 25C befindet. Es sind acht Keile 25B vorhanden, die gleichmässig über den Umfang verteilt sind und je eine Breite in Umfangsrichtung besitzen, die der der Nu ten zwischen ihnen entspricht.
Dagegen sind nur vier Keile 25A vorhanden, die gleich mässig über den Umfang verteilt sind, die gleiche Breite wie die Keile 25B haben und so angeordnet sind, dass sie in axialer Rich tung mit Nuten zwischen den Keilen 25B fluchten, wie in Fig. 3 dargestellt. ; Eine weitere Sperrhülse 71 ist gleitend auf der Hülse 70 angeordnet und mit innern axialen Keilen 71A versehen; die in ständi gem Eingriff mit Keilen 70C auf der Aussen seite der Hülse 70 stehen, so dass die Hülsen ; 70 und 71 an einer Relativdrehung zuein ander gehindert sind. Die Hülse 71 ist eben falls mit acht gleichmässig über den Umfang verteilten axialen Keilen 71B versehen, die die gleiche Breite besitzen, wie die Nuten zwi schen ihnen.
Die Keile 71B sind so angeord net, dass sie in axialer Richtung mit den Nu ten zwischen den Keilen 70A und 70B fluchten, und ihre Länge ist derart, dass sie in die Lücke 25C hineinpassen. Wenn die Einrichtung sich in der Stellung befindet, die in Fig. 1 und 3 dargestellt ist, dann über greifen die Keile 70B zur Hälfte in der Um fangsrichtung die Keile 25A.
Die Sperrhülsen 70 und 71 sind mit An sätzen bezw. Schultern 72 und 73 versehen, die mit den nach innen abgebogenen End- rändern des Gangwählrohres 74 zusammen wirken, das von der Hülse 22 umgeben ist. Ein Schaltring 75 ist gleitbar auf der Hülse 22 gelagert, die mit drei über den Umfang verteilten Schlitzen 76 (Fix. 4) versehen ist. Jeder dieser Schlitze wird von einem Bolzen 77 durchsetzt; durch diese Bolzen ist das Rohr 74 mit dem Ring 75 in starre Verbin dung gebracht. Eine Schaltgabel 78, die auf der Schaltstange 79 sich befindet, greift in eine Nut 80 des Ringes 75.
Die Sperrhülsen 70 und 71 werden in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zueinander durch drei kleine Schrau benfedern 81 gebracht. Diese Federn werden von Stiften 82 geführt, die in die Hülse 70 am Grunde von Bohrungen 83 eingeschraubt sind. Drei radiale Stifte 84 (Fix. 4) sind in der Hülse 71 eingesetzt und greifen in Nu ten 85 der Hülse 70 ein. Diese Nuten besitzen eine solche Länge, dass die Stifte 84 die Hül sen 70 und 71 vor einer Verschiebung unter dem Einfluss der Federn 81 um solche Be träge bewahren, bei denen die Teile 72 und 73 gleichzeitig gegen die Endränder des Roh res 74 sich anlegen würden.
Wenn die Teile sich in der Stellung zu einander befinden, wie sie in Fig. 1 darge stellt ist, dann ist der axiale Zwischenraum zwischen den einander zugekehrten Enden der Keile 70A und 25A etwas kürzer als der axiale Zwischenraum zwischen den einander zugekehrten Enden der Keile 71B und 25B. Infolgedessen ist, wenn das Schaltrohr 74 nach rechts bewegt wird, damit die Keile 70A an die ihnen zugekehrten Enden der Keile 25A anstossen, immer noch ein erheblicher axialer Zwischenraum zwischen den einander zu gekehrten Enden der Keile 71B und 251 vor handen.
Die Schalteinrichtung nach den Fig. 1, 5, 18, 19 und 20 besitzt einen Schalthebel 90, der auf einem Zapfen 91 gleit- und drehbar in einer Konsole 92 gelagert ist, die sich im Fahrzeug in fester Stellung zum Getriebe gehäuse 10 befindet. Am untern Teil des Schalthebels 90 ist ein Stift 93 angebracht, der wahlweise in eine der Bohrungen 94 und 95 der Kurbelarme 98 und 99 eingreifen kann, die in der Konsole 92 so schwenkbar gelagert sind, dass sie in Ebenen parallel zur Bewegungsebene des Schalthebels 90 hin- und herbeweglich sind. Die Kurbelarme 98 und 99 sind durch Zapfen jeweils über Lenker 100 und 101 mit den Schaltstangen 79 und 37 verbunden.
Die Stange 37 hat drei Rasten 37A, 37B, 37C, die mit einer federbelasteten Sperrkugel 96 zusammenwirken und die "Vorwärts-", "Leerlauf-" und "Rückwärts"- Stellung festlegen. Die Schaltstange 79 hat ebenfalls drei Rasten 79A, 79B und 79C, die mit einer Sperrkugel 97 zusammenwirken und die Stellungen für den grossen Gang, den kleinen Gang und den mittleren Gang fest legen.
Zwischen der Schaltstange 79 und der Ga bel 78 ist eine nachgiebige Verbindung vor gesehen, die in Fig. 5 dargestellt ist. Eine Schraubenfeder 102 ist rund um die Stange 7 9 angeordnet und mit Vorspannung zwi schen zwei Ringen 103 und 104 verlegt, die auf der Stange 79 gleitbar angeordnet und in einem Hohlfortsatz 105 der Schalt gabel' 78 untergebracht sind. Sperringe 106 und 107 sind in Ringnuten der Stange 79 eingebracht und bilden Abstützungen für die beiden Anschlagringe 103 und 104. Ein Ende des Rohrkörpers 105 besitzt einen nach innen gebogenen Rand 108, der an den Ring 104 anschlägt und den Sperring 107 mit Spiel umgibt.
Das andere Ende des Rohrkörpers 105 weist einen Schraubring 109 auf, der an den Ring 103 anschlägt und den Ring 106 mit Spiel umgibt. Wenn nun die Stange 79 nach rechts bewegt wird und die Gabel 78 dieser Bewegung noch nicht folgen kann, so drückt der Sperring 106 den Ring 103 nach rechts und bringt hierdurch die Feder 102 unter stärkere Spannung, wobei der Ring 104 stärker gegen den Rand 108 gedrückt wird. Sobald die Schaltgabel 78 ihre Bewegungs freiheit erhält, dehnt sich die Feder 102 aus und drückt die Gabel nach rechts so lange, bis der Ring 104 durch den Sperring 107 an gehalten wird. In ähnlicher Weise wirkt die Einrichtung, wenn die Schaltstange 79 nach links bewegt wird.
Der Schalthebel 90 arbeitet mit einer Führung 110 von einer Form zusammen, wie sie in Fig. 20 dargestellt ist. Der Führungs weg für den Hebel ermöglicht den Übergang von dem Rückwärtsgang (B) über die Leer laufstellung (N), den kleinen Gang (1), den mittleren (2) zum grossen Gang (3) und um gekehrt.
Die Stärken der verschiedenen Federn sind nun so ausgewählt, dass die Zusammen- drückung der Feder 102 der Schaltgabel 78, wenn sie sich in ihrer normalen Stellung der Fig. 5 befindet, ausreicht, um die Federn 81 der Sperrhülsen 70, 71 unter Spannung zu halten, und die Festhaltkraft, die der Bewe gung der Schaltstange 79 von der Rastkugel 97 entgegengesetzt wird, ist ausreichend, um die Stange festzuhalten, wenn die Feder 102 unter Höchstspannung steht.
Die Wirkungsweise des Getriebes ist folgende: Beim Anfahren von der Ruhe zum kleinen Gang befindet sich der Schalthebel in der ' in Fig. 18 bis 20 gezeigten Stellung. Wenn die nicht dargestellte Hauptkupplung einzukuppeln beginnt, dreht sich die Ein gangswelle 11 und veranlasst die Zähne 57, sich mit ihr zu drehen, während die Zähne 61 sich ebenfalls in Vorwärtsrichtung, aber mit geringerer Geschwindigkeit bewegen, und die Hülse 22 mit ihren Zähnen 62 sich ebenfalls vorwärts mit einer noch geringeren Ge schwindigkeit dreht. Wenn nun die Mutter 50 sich gerade in ihrer äussersten Linksstel lung befindet, dann wirken die Zähne 57 mit den Zähnen 56 so zusammen, dass sie die Mutter in die Stellung der Fig. 1 verbringen.
Dann gelangt eine der Klinken 67 mit einem Zahn 61 in Eingriff, der die Mutter weiter nach rechts verbringt, bis die Zähne 56 und 61 in Eingriff gelangen. Die Bewegung setzt sich fort, bis eine der Klinken 67 mit einem der Zähne 62 in Eingriff kommt, der nun die Mutter gegen den Anschlagring 26 drückt und die Zähne 56 und 62 zu vollständigem Eingriff bringt (Fix. 6 und 7). Die Antriebs kraft wird nun über die Getrieberäder 12 und 13, die Gegenwelle 14, die weiteren Getriebe räder 32 und 31, das als Kupplungsmuffe wirkende Rad 33 zur Hülse 22 und von dort über die Mutter 50, die Keile 27 mit dem Anschlagring 26 auf die Ausgangswelle 19 übertragen.
Wenn man auf den mittleren Gang über geht, wird der Schalthebel 90 in die in Fig. 20 dargestellte Stellung "2" verbracht, wobei die Schaltstange 79 sich nach rechts bewegt, bis die Raste 79C über die Sperr kugel 97 gelangt. Da die rechten Enden der Keile 70A auf der Sperrhülse 70 gegen die linken Enden der Keile 25A der Sperrbüchse 25 so anschlagen, wie dies in Fig. 6 und 7 dargestellt ist, wird die Feder 102 der Schaltgabel 78 zunächst zusammengedrückt.
Alsdann wird die Drehzahl der Maschine ver ringert: da das Beharrungsvermögen des Fahrzeuges die Ausgangswelle 19 mit nahe zu unverminderter Geschwindigkeit antreibt, so wirken die Zähne 62 auf der für den kleinen Gang bestimmten Hülse 22 mit den Zähnen 56 der Mutter so zusammen, dass sie diese nach links bewegen, bis die Klinken 63 in den Weg der Zähne 61 der für den mittle ren Gang bestimmten Hülse 59 gelangen. Zu nächst werden die Zähne 61 noch über die Klinken 63 hinübergleiten ohne zu greifen, aber sobald die Maschinendrehzahl weiter fällt und infolgedessen die Geschwindigkeit der Zähne 61 unter die der Mutter 50 zu fallen beginnt, wird ein Zahn 61 gegen eine Klinke 63 stossen und dadurch die Mutter weiter nach links verschieben, bis die Zähne 56 in vollen Eingriff mit den Zähnen 61 ge langen.
Diese Zähne wirken so zusammen, dass sie die Bewegung der Mutter nach links aufrechterhalten.
Die Bewegung der Mutter nach links hat aber die Sperrhülsen 70 und 71 zu einer Rückwärtsdrehung gegenüber der Sperrhülse 25 auf der Ausgangswelle 19 veranlasst, und in dem Augenblick, in welchem die Zähne 56 und 61 in vollen Eingriff gelangen, gelangen die langen Keile 70A der Sperrhülse 70 in Umfangsrichtung gesehen hinter die Keile 25A und geben die Bewegung der Sperrhül sen 70 und 71 nach rechts unter dem EinfluB der Schaltfeder 102 nunmehr frei. In diesem Augenblick befinden sieh die Keile 71B der Sperrhülse 71 genau den Nuten zwischen den Keilen 25B der Sperrhülse 25 gegenüber.
Da jedoch die Wirksamkeit der Zähne 56 und 61 die Bewegung der Mutter nach links aufrecht erhält und damit auch ihre Rückwärts- drehung gegenüber der Sperrhülse 25, und da weiter in dem Augenblick, in dem die Keile 70A an den Keilen 25A vorbeigehen, noch ein gewisser axialer Zwischenraum zwi schen den Keilen 71B und 25B besteht, so wird während der Zeit, die der Schaltmecha nismus braucht, um die Sperrhülse 71 ge nügend weit nach rechts zur Überwindung dieses axialen Zwischenraumes zu bewegen, die Relativdrehung der Mutter und der Aus gangswelle die Keile 71B in eine solche Stel lung gebracht haben,
dass ihre rechten Enden gegen die linken Enden der Keile 25B an stossen, so dass nunmehr die Sperrhülse 71 an einer weiteren Bewegung nach rechts ge hindert ist und die zwei Sperrhülsen 70 und 71 sich unter Zusammendrückung der Federn 81 teleskopartig ineinander schieben. Die Mutter erreicht dann schliesslich die Stellung, wie in Fig. 8 dargestellt. In dieser Stellung gleiten die Klinken 67 über die Zähne 61, und die Klinken 63 gleiten über die Zähne 57, die sich mit der Drehzahl der Eingangs welle und daher schneller als die Mutter 50 drehen. Die vier langen Keile 70A der Sperr hülse 70 sind nun in Umfangsrichtung von den Zähnen 25A der Sperrbüchse 25 entfernt, wie Fig. 9 zeigt.
Jetzt wird die Maschine wieder beschleunigt, und sobald die für den mittleren Gang vorgesehenen Zähne 61 sich schneller zu drehen beginnen als die Aus gangswelle 19, wird eine der Klinken 67 von einem Zahn 61 erfasst und die Mutter 50 zu einer Bewegung nach rechts veranlasst, so dass die Zähne 56 der Mutter mit den Zähnen 61 in vollen Eingriff kommen. Die hierdurch bewirkte Vorwärtsdrehung der Mutter 50 auf der Ausgangswelle 19 veranlasst die langen Keile 70A sich den Keilen 25A zu nähern, und, wenn die Zähne 56 und 61 zum vollen Eingriff gekommen sind (Fig. 10), greifen die Keile 70A an den Keilen 25A an (Fig. 11), und diese Keile verhindern so eine weitere Bewegung der Mutter nach rechts.
Gleichzeitig kommen die Keile 71B in Flucht mit den Nuten zwischen den Keilen 25B zu liegen, und die Federn 81 veranlassen die Sperrhülse 71 sich nach rechts zu bewegen, bis die Keile 25B und 71B miteinander in Eingriff stehen. Das Getriebe befindet sich nun in einer Stellung, in der es sowohl das antreibende als auch das rückwärts gerich tete überholende Drehmoment über den Zwi schengang überträgt. Hierbei wird die An triebskraft über die Räder 12, 13 und 18, 15 sowie ferner über die Mutter 50 und die sperrend wirkenden Keile 50A, 70A und 25A auf die Ausgangswelle 19 übertragen.
Es ergibt sich, dass bei der Umschaltung vom kleinen zum mittleren Gang die Kupp lung für den mittleren Gang zunächst nach beiden Drehrichtungen hin gelöst ist, bis das Geschwindigkeitsverhältnis der Eingangs und Ausgangswelle auf einen Wert zwischen dem grossen und dem mittleren Gangverhält nis sinkt, dass als Folge davon selbsttätig die Kupplung für die mittlere Geschwindigkeit bei Freilaufwirkung einkuppelt, -dass die Ma schine zu beschleunigen ist, bis diese Frei laufkupplung eingreift, und dass diese schliesslich in beiden Richtungen sperrt.
Da der Antrieb durch den Eingriff einer Frei laufkupplung abgenommen wird und da diese Kupplung nicht in beiden Richtungen ge sperrt werden kann, ehe nicht ihre getriebe nen und treibenden Teile synchron laufen, besteht keine Gefahr eines ruckartigen Ein griffes.
Beim Übergang vom mittleren zum gro ssen Gang wird der Schalthebel 90, während die Maschine noch Leistungen überträgt, in die Stellung "3" gemäss Fig. 20 verbracht. Hierdurch bewegt sich die Schaltstange 79 in jene Stellung, bei der die Kerbe 79A von der Rastkugel 97 gehalten wird. Da die Keile 71B und 25B kein Drehmoment übertragen, ist die Sperrhülse 71 zur Bewegung nach links frei, bis die Keile 71B an die Keile 25A anstossen, während der Unterschied zwi schen dem Weg der Schaltstange 79 und der Sperrhülse 71 durch die Schaltfeder 102 aus geglichen wird.
Da die Sperrhülse 70 noch das antreibende Drehmoment überträgt, ver bleibt sie infolge der Reibung in der in Fig. 10 und 11 dargestellten Stellung, so dass die Federn 81 zusammengedrückt werden. Nunmehr wird die Maschine verzögert; so bald das antreibende Drehmoment verschwin det, wird die Sperrhülse 70 von den Federn 81 in die in Fig. 12 gezeigte Stellung ver bracht.
Wenn die Geschwindigkeit der Ein gangswelle 11 relativ zu der der Ausgangs welle 19 fällt, dann wirken die für den mitt leren Gang vorgesehenen Zähne 61 mit den Zähnen 56 der Mutter so zusammen, dass sie die Mutter nach links in die in Fig. 1 und 3 gezeigte Stellung verbringen, wobei die Klin ken 68 und 67 über die Zähne 57 und 61 hin weggleiten. Wenn nun die Geschwindigkeit der Eingangswelle 11 unter die der Aus gangswelle zu fallen strebt, dann greift eine der Klinken 63 an einem Zahn 57 an und veranlasst die Mutter zur Bewegung nach links gegen den Anschlag 51, wobei die Zähne 56 der Mutter in vollen Eingriff mit den für den grossen Gang vorgesehenen Zäh nen 57 gebracht werden.
Die Eingangs- und Ausgangswelle sind nun durch das über holende Drehmoment des Beharrungsver mögens in Synchronismus gebracht, und die Mutter 50 wirkt mit den Zähnen 57 für hohe Geschwindigkeit so zusammen, dass sie eine einseitig wirkende Kupplung bilden. Die An ordnung der Teile zueinander in dem Augen blick, in dem der Synchronismus erreicht wird, ist in Fig. 12 und 13 dargestellt. Im Augenblick, in dem der Synchronismus zu stande gekommen ist, stehen die Keile 71B den Nuten zwischen den Keilen 25A gegen über, so dass die Schaltfeder 102 nunmehr die Sperrhülsen 70 und 71 in die Stellung verbringen kann, wie sie in Fig. 14 und 15 dargestellt sind, bei denen die Keile 25A und 71B ineinander greifen.
Die Mutter 50 ist auf diese Weise in ihrer äussersten Links stellung gesperrt, und wenn nun die Ma schine wieder Leistung abgibt, dann ist die Mutter an einer Bewegung auf der Aus gangswelle gehindert, und der Antrieb wird von der Welle 11 zur Mutter 50 und von dieser zur Ausgangswelle 19 durch die Sperr hülsen 70 und 71 und die Keile 71B und <I>25A</I> übertragen.
Verschiedene Teile der oben beschriebe nen Schalt- und Kupplungseinrichtung sind übrigens schon in der Schweiz. Patentschrift Nr. 200432 beschrieben.
Um vom grossen Gang zum mittleren Gang überzugehen, wird der Schalthebel 90 in die Stellung "2" des mittleren Ganges ge bracht und die Maschine für einen Augen blick verzögert, um die Sperrkeile 71B und 25A zu entlasten und dadurch die Bewegung der Sperrhülse 71 nach rechts unter dem Ein fluss der Federn 81 freizugeben. Die Ma schine wird darnach wieder beschleunigt, und die für den grossen Gang dienenden Zähne 57 wirken nun mit den Zähnen 56 der Mutter so zusammen, dass sie die Mutter nach rechts verschieben, woraufhin sich der mittlere Gang einschaltet, wie oben zu Fig. 10 und 11 beschrieben.
Bei Übergang vom mittleren zum kleinen Gang wird der Schalthebel 36 so verschoben, dass die Schaltstange 79 in die Stellung sich verschiebt, die in Fig. 1 dargestellt ist, und auf diese Weise die Keile 71B in die Um fangslücke 25C gelangen. Die Sperrhülse 70 wird infolge des durch sie übertragenen Drehmomentes augenblicklich durch die Rei bung festgehalten, die zwischen den Keilen 50a, 70a und 25a in der Stellung nach Fig.
10 und 11 auftritt, und die Federn 81 werden zusammengedrückt. Nun wird die Maschine wieder kurzzeitig verzögert, um die Drehmomentenwirkung aufzuheben und die Verschiebung der Sperrhülse 70 unter der Einwirkung der Federn 81 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zuzulassen. Sobald dann die Maschine wieder beschleunigt wird, wird der kleine Gang sich in der oben beschriebe nen Weise einschalten.
Beim Einschalten des Rückwärtsganges wird, wenn die Ausgangswelle stillsteht und der Schalthebel sich in Stellung "l" befindet, ohne dass jedoch der kleine Gang eingeschal tet ist, bewirkt, dass die Eingangswelle 11 sich um so viel vorwärts dreht, bis die Schal tung des kleinen Ganges beendigt ist, worauf der Schalthbel 90 in die Stellung "B" ver bracht wird.
Wenn der Schalthebel an den Vorsprung 112 des Führungsschlitzes der Führung 110 (Fig. 20) gelangt; wird die Schaltstange 79 in der Stellung sich befin den, in der ihre Raste 79A die Rastkugel 97 überdeckt. Die Sperrkeile 25A und 71B kom men auf diese Weise zum Eingriff mitein ander, wie in Fig. 16 und 17 dargestellt, und die Zähne 56 der Mutter bleiben in Eingriff mit den für den kleinen Gang vorgesehenen Zähnen 62.
Wenn nun der Schalthebel zur Seite rückt, so dass er an den Teil 111 des Führungsschlitzes gelangt, dann kommt der Stift 93 auf dem Schalthebel 90 (s. Fig.19) aus dem Loch 94 des Kurbelarmes 98 heraus und rückt in das Loch 95 des Armes 99 ein. Wenn nun der Schalthebel in die Stellung "B" zurückgeschwenkt wird, verschiebt er die Schaltstange 37 über die Leerlaufstellung zu jener Stellung, bei der die Raste 37C mit der Rastkugel 96 in Eingriffstellung kommt. Das verschiebbare Getrieberad 33 wird dabei ausser Eingriff mit dem Rad 31 und in Ein griff mit dem Rückwärtsrad 40 gebracht.
Wenn nun die Hauptkupplung eingekuppelt wird, so wird die Antriebskraft von der Welle 11 über die Zahnräder 12 und 13, die Gegenwelle 14, die Zahnräder 32, 41, 40 und 33 weiter über die Hülse 22 und die Mutter 50 und schliesslich über die Sperrhülsen 70 und 71 und die geile 71B und 25A auf die Ausgangswelle 19 übertragen.
In einigen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, die Hülse 22 und deren Zähne 62 aus der in Fig. 1 dargestellten An ordnung fortzulassen. Wenn in diesem Falle die Sperrhülsen 70, 71 sich in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befinden und die Zähne 61 in schnellerem, vorwärts gerichte ten Umlauf sich befinden als die Ausgangs welle 19, so dass die Mutter gegenüber der Ausgangswelle eine Vorwärtsdrehung be sitzt, so wird das Beharrungsvermögen der Mutter sie nach rechts gegen den Anschlag 26 verbringen, nachdem die Zähne 56 von den Zähnen 61 sich gelöst haben.
In diesem Falle ist die Kupplung nicht nur in beiden Richtungen freilaufend, sondern alle Klinken befinden sich ausserhalb des Weges der Zähne 57 und 61 und gleiten nicht über diese. Die Kupplung kann in Arbeitsstellung zurückgebracht werden, indem durch die Schalteinrichtung das Schaltrohr 74 in die äusserste Linksstellung verbracht wird. Hier durch wird das linke Ende der Sperrhülse 70 an die Zapfen der Klinken 67 herangebracht, und hierdurch die Mutter so weit nach links geschoben, dass ihre Klinken 63 in den Weg der Zähne 61 gelangen.
Es ist klar, dass die verbesserte Kraft übertragungsvorrichtung von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen kann. Wenn beispielsweise die Vorrichtung an mit Ölmotoren betriebenen Eisenbahn- fahrzeugen verwendet wird, so ist es oft er wünscht, die Anordnung zu treffen, dass das Fahrzeug selbsttätig mit Freilauf fahren kann, falls die Leistungsabgabe des Motors" aufhört.
In diesem Falle kann die Kupp lungsanordnung der Fig. 1 dadurch ab geändert werden, dass das Antriebsglied 58 mit seinen Innenzähnen 57 weggelassen wird, wobei der Anschlagring 51 so angeordnet" wird, dass die äusserste Linksstellung der Mutter 50 die Stellung der Fig. 1 ist. In diesem Falle können die Längen der Sperr keile so gewählt werden, dass, wenn die Federn 81 vollständig ausgezogen sind und die Schaltstange 79 sich in einer speziellen "Freilauf"-Stellung befindet, die rechts ge legenen Enden der geile 70A in Eingriff- stellung mit den links gelegenen Enden der geile 25A sind, während die geile 71B sich noch in der Umfangslücke 25C befinden. Daher wird sich die Mutter 50 selbsttätig frei zwischen der Lage,
in welcher die Zähne 56 in Eingriff mit den Zähnen 61 stehen, und der in Fig. 1 dargestellten Lage, bewegen können, je nachdem, ob das auf ,die Vorrichtung wirkende Drehmoment im trei benden oder im überholenden Sinne wirkt. Bei dieser Anordnung wird auch eine ge ringe Verstellung der Schaltstange 79 nach rechts von der genannten "Freilauf"-Stellung das Ineinandergreifen der Zähne 71B und 25B bewirken, wenn ein treibendes Dreh moment auf die Vorrichtung wirkt, so dass dann die Vorrichtung für den Antrieb in beidseitiger Richtung gesperrt wird. Wenn ferner ein wahlweise in beiden Richtungen wirkender Antrieb nicht gebraucht wird, dann können auch die Sperrhülse 71 und die Keile 25B fortbleiben.