DE1016996B

DE1016996B - Mechanische Schaltanordnung fuer vielstufige Wechselgetriebe

Info

Publication number: DE1016996B
Application number: DED14738A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Staszkiewicz
Original assignee: DOERRIES A G VORM MASCHINENFAB
Current assignee: DOERRIES A G VORM MASCHINENFAB
Priority date: 1953-04-02
Filing date: 1953-04-02
Publication date: 1957-10-03

Description

Mechanische Schaltanordnung für vielstufige Wechselgetriebe Die Erfindung betrifft eine mechanische Schaltanordnung für vielstufige Wechselgetriebe.
Es sind mechanische Schaltanordnungen für vielstufige Wechselgetriebe bekannt und auch solche, die als Schnell- bzw. Vorwählschaltungen ausgebildet sind.
Diese Vorrichtungen besitzen im allgemeinen einen umfangreichen und verwickelten Aufbau. Die Herstellung bringt somit erhebliche Kosten mit sich. Bedienung und Wartung erfordern große Sachkenntnis und hohe Aufmerksamkeit.
Ein wesentlicher Mangel besteht bei Getrieben dieser Art darin, daß die zwangläufige Kopplung zwischen dem Bedienungselement - beispielsweise einem Schalthebel - und den zu schaltenden Gliedern in der Vorwählstufe unterbrochen ist. Die Schalter sind in dieser Stellung nicht formschlüssig geführt, wodurch sich unbeabsichtigt Verlagerungen ergeben, in deren Folge Schäden eintreten können. Manche der schon vorgeschlagenen Vorrichtungen haben den Nachteil, daß der Wechsel von einem Übersetzungsverhältnis zu einem anderen nur über Zwischenstufen bei Einhaltung einer bestimmten Reihenfolge vorgenommen werden kann; bei stillstehendem Getriebe tritt dadurch häufig die Möglichkeit auf, daß bei Verstellungen Zahn auf Zahn trifft, so daß, bedingt durch die mehrfache Wiederholung des Schaltvorganges, wesentliche und unerwünschte Zeitverluste eintreten.
Vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich durch eine neue Anordnung an sich einzeln bekanntgewordener Elemente die den früheren Vorrichtungen anhaftenden Mängel vermeiden und darüber hinaus wesentliche Vorteile erzielen lassen.
Ausgehend von einer mechanischen Schaltanordnung für vielstufige Wechselgetriebe mit auf Schieberäder oder Kupplungen wirkenden Schaltgabeln, die in Abhängigkeit von den Stellungen eines Vorwählers jeweils bei Betätigungen eines Schaltgliedes eine abweichende Übersetzung einstellen, kennzeichnet sich die Erfindung durch Zuordnung mindestens zweier an sich bekannter Koppelglieder und einer unter dem Einfluß des Vorwählers verstellbaren Koppel zu Schaltergabeln, bei der eine auf je eine Weiterschaltung des Vorwählers und damit der Koppel folgende Betätigung des Schaltgliedes zur Verstellung mindestens eines Koppelgliedes in eine Richtung führt, die entgegengesetzt ist zu der Richtung, in der mindestens ein Koppelglied in den nächstbenachbarten Vorwählerstellungen durch Schaltgliedbetätigung verstellt wird. In weiterer Durchführung der Erfindung sind hierbei die Schaltglieder, die Koppel und Koppelglieder sowie die Schaltgabeln so ausgebildet, daß sie bei sämtlichen, bestimmten Betriebsgrößen entsprechenden Stellungen des Vorwählers in formschlüssiger Verbindung stehen.
Die Erfindung sieht ferner eine Getriebegestaltung in der Weise vor, daß eine Koppel in der Form eines Zahnrades in an sich bekannter Weise mit den als Zahnstangen ausgebildeten Koppelgliedern im Eingriff steht, wobei die axial verschiebbar geführte Zahnradantriebswelle unter dem Einfluß des Vorwählers Axialstellungen einnimmt, in denen zwei Zahnstangen je nach der Art des Zahneingriffes bei über das betätigte Schaltglied bewirkter peripherer Verdrehung des Zahnrades sich entweder gemeinsam nach einer Richtung, nach der entgegengesetzten Richtung oder einzeln nach im Verhältnis zueinander verschiedenen Richtungen, und zwar jede Zahnstange nach jeder der beiden Richtungen, bewegen.
Kennzeichnend für die Erfindung ist es weiter, daß der Vorwähler in an sich bekannter Weise als Kurvenwalze mit Steuernuten ausgebildet ist, in denen Lagersteine angeordnet sind, welche die Axialverschiebungen der Zahnradantriebswellen bewirken, wobei die letzteren in oder annähernd in einer gemeinsamen, die Drehachse der Kurvenwalzen einschließenden Ebene liegen, welche parallel zu -den Verschieberichtungen der Zahnstangen verläuft Vorteilhaft sind schließlich Vorwähler und Schaltglied dadurch zu einer gemeinsamen zentralen Steuergruppe vereinigt, daß das Schaltglied aus einem konzentrisch zur Drehachse der Schaltwalze angeordneten, über einen Handgriff verdrehbaren Sonnenrad besteht, das über Zwischenräder die Zahnradantriebswellen verdreht.
Es können mit einer Koppel jeweils zwei Schaltgabeln betätigt werden, von denen jede zwei Schaltstellungen einnehmen kann, so daß somit durch jede Koppel vier Kombinationen möglich sind. Mit drei Koppeln können schon 4 - 4 - 4 = 64 Schaltstufen erzielt werden.
Mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von an sich bekannten Getriebeelementen ist eine mit einer Vorwähleinrichtung ausgerüstete Schaltanordnung geschaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist und bei der, selbst wenn eine größere Anzahl von Vorwählstufen erforderlich ist, die Anzahl der notwendigen Getriebeelemente nur unwesentlich ansteigt.
Die Schaltelemente befinden sich ständig in formschlüssiger Verbindung. Die Anordnung ermöglicht zahlreiche Abwandlungen. Das Schalten erfolgt mit geringem Kraftaufwand, da der Kraftfluß vom Schalthebel auf dem kürzesten Wege und ausschließlich über Zahnräder und Zahnstangen auf die Schaltgabeln ohne Zwischenschaltung von Kurventrommeln oder ähnlichen Organen übertragen wird.
Durch zentral angeordnete Steuerelemente können bei Vermeidung von Zwischenstufen mehrere zusammengefaßte Gruppen, von denen jede eine größere Anzahl von Getriebestufen aufweist, in einfacher Weise betriebssicher und schnell geschaltet werden.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht; sie wird wie folgt beschrieben: Es zeigt Abb. 1 eine Schaltanordnung für ein sechzehnstufiges Wechselgetriebe, Abb. 2 bis 4 verschiedene Stellungen einer Koppel der Schaltanordnung nach Abb. 1 im Schnitt.
Nach Abb. 1 sind um ein Schaltrad 1 als Koppel fünf Zahnstangen 2 bis 6 als Koppelglieder angeordnet, die gegeneinander jeweils um eine Zahnbreite versetzt sind. Die mit dem Schaltrad 1 fest verbundene Welle 13 ist in ihrer Längsrichtung verschiebbar.
Die Zahnstangen 3 und 5 sind mit der Schaltgabel 8, die Zahnstangen 2, 4 und 6 mit der Schaltgabel 7 fest verbunden. In der gezeichneten Stellung gemäß Abb. 1 greift das Schaltrad 1 in die Zahnstangen 2 und 3 ein. In dieser Stellung bewirkt eine Schwenkung des Schalthebels 9 im Uhrzeigersinn über das mittels Welle 10 mit dem Hebel 9 verbundene Zahnrad 11 und das Rad 12 eine Drehung der Welle 13 und des damit fest verbundenen Schaltrades 1, wodurch eine Verschiebung der beiden Schaltgabeln 7 und 8 nach links im Sinne des Pfeils 21 erfolgt. Die Kurvenwalze 14 ist durch eine nicht dargestellte Halterung axial festgestellt. Wird die Kurvenwalze 14 am Griff 15 gedreht, so verschiebt die Kurve 16 über den Zapfen 17 und den Lagerstein 18 die Welle 13 und damit das Schaltrad 1 in die Stellung nach Abb. 2. Eine jetzt vorgenommene Schwenkung des Schalthebels 9 im Uhrzeigersinn bewirkt, daß die Schaltgabel 7 nach rechts, die Schaltgabel 8 nach links bewegt wird. Abb. 3 und 4 stellen die weiteren Schaltmöglichkeiten - insgesamt vier - dar.
Die Kurve 16' auf der Kurvenwalze 14 steuert in gleicher Weise über die Welle 13' zwei weitere, nicht dargestellte Schaltgabeln; insgesamt sind also 4 - 4=16 verschiedene Schaltstellungen möglich, die im Laufe einer Umdrehung der Kurvenwalze gewählt, jedoch erst durch eine Schwenkung des Hebels 9 im Uhrzeigersinn geschaltet werden. Nicht dargestellte, einfache Sperren sorgen dafür, daß nur in der Wählstellung des Schalthebels 9 die Kurvenwalze gedreht werden kann.
Art und Form der Schaltgabeln sind im Rahmen der Erfindung nicht von Bedeutung. Auch ist nicht wesentlich, welche Elemente mit den Schaltgabeln betätigt werden; alle Arten von Schieberädern, Klauen-oder Reibungskupplungen können mit dieser Schaltung, die als Schnellschaltung bezeichnet werden kann, geschaltet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Mechanische Schaltanordnung für vielstufige Wechselgetriebe mit auf Schieberäder oder Kupplungen wirkenden Schaltgabeln, die in Abhängigkeit von den Stellungen eines Vorwählers jeweils bei Betätigung eines Schaltgliedes eine abweichende Übersetzung einstellen, gekennzeichnet durch eine Zuordnung mindestens zweier an sich bekannter Koppelglieder (2, 3, 4, 5, 6) und einer unter dem Einfluß des Vorwählers (15, 14, 16, 17, 18) verstellbaren Koppel (1) zu Schaltgabeln (7, 8); bei der eine auf je eine Weiterschaltung des Vorwählers und damit der Koppel (1) folgende Betätigung des Schaltgliedes (9, 10, 11, 12) zur Verstellung mindestens eines Koppelgliedes in eine Richtung führt, die entgegengesetzt ist zu der Richtung, in der mindestens ein Koppelglied in den nächstbenachbarten Vorwählerstellungen durch Schalt-, gliedbetätigung verstellt wird.
2. Mechanische Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (9, 10, 11, 12), die Koppel (1), die Koppelglieder (2, 3, 4, 5, 6) und die Schaltgabeln (7; 8) so ausgestaltet sind, daß sie bei sämtlichen; bestimmten Betriebsgrößen entsprechenden Stellungen des Vorwählers (15, 14, 16, 17, 18) in formschlüssiger Verbindung stehen.
3. Mechanische Schaltanordnung nach An-Spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Koppel in Form eines Zahnrades (1) in an sich bekannter Weise mit als Zahnstangen (2 bis 6) ausgebildeten Koppelgliedern im Eingriff steht, wobei die axial verschiebbar geführte Zahnradantriebswelle (13) unter dem Einfluß des Vorwählers Axial-Stellungen einnimmt, in denen zwei der Zahnstangen (2 bis 6) je nach der Art des Zahneingriffes bei über das betätigte Schaltglied (9 bis 12) bewirkter peripherer Verdrehung des Zahnrades (1) sich entweder gemeinsam nach einer Richtung oder gemeinsam nach der entgegengesetzten Richtung oder einzeln nach verschiedenen Richtungen; und zwar jede Zahnstange nach jeder der beiden Richtungen, bewegen.
4. Mechanische Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwähler in an sich bekannter Weise als Kurvenwalze (14) mit Steuernuten (16, 16') ausgebildet ist, in denen Lagersteine (17, 18) liegen, die Zahnradantriebswellen (13, 13') axial verstellen.
5. Mechanische Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zahnradantriebswellen (13, 13') in oder annähernd in einer gemeinsamen, die Drehachse der Kurvenwalze (14) enthaltenden Ebene angeordnet sind, die parallel zu den Verschiebungsrichtungen der Zahnstangen (2 bis 6) verläuft.
6. Mechanische Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Vorwähler und Schaltglied dadurch zu einer gemeinsamen, zentralen Steuergruppe vereinigt sind, daß das Schaltglied aus einem konzentrisch zur Drehachse der Schaltwalze (14) angeordneten, über einen Handgriff (9) verdrehbaren Zahnrad (11) besteht, das über Zwischenräder (12, 12') die Zahnradantriebswellen (13, 13') verdreht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 680 992, 693 568, 740 557, 741113, 747 111, 899 138; französische Patentschrift Nr. 494 403.