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Wechselgetriebe mit Ziehkeilschaltung, insbesondere für Motorräder
und -roller Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechselgetriebe mit Ziehkeilschaltung,
insbesondere für Motorräder und -roller, bei dem die axiale Verschiebung des Ziehkeile,
durch einen oder mehrere Elektromagneten betätigt wird und bei dem nach Patentanmeldung
G 16100 I1/63 k durch die Verschiebung des Ziehkeiles die Kupplung des zu schaltenden
Rades mit der Schaltwelle in an sich bekannter Weise durch radiale Verschiebung
von in der Schaltwelle geführten Kuppel gliedern in Taschen des zu schaltenden Rades
erfolgt, nachdem zuvor die Kuppelglieder eine Synchronisation des zu schaltenden
Rades mit der Schaltwelle herbeigeführt haben.
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Bei derartigen elektromagnetisch geschalteten Getrieben wird der Leerlauf
über eine sinngemäße Kontaktanordnung im- Getriebe so geschaltet, daß der M cr al',netkern
in der Leerlaufstellung zwischen zwei Magneten steht. Hierzu müssen im Getriebe
eine Anzahl von Kontakten bzw. Kontaktgebern vorgesehen sein. Diese Feile sind sehr
störanfällig. Bei auftretenden Schäden ist das Suchen des Fehlers und das Überprüfen
der elektrischen Kontaktanlage schwierig, weil zumindest ein Teil des Getriebes
demontiert werden muß. Außerdem bilden die erforderlichen Kontakte bezüglich Material
und Montage eine, wesentliche Verteuerung des Getriebes.
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Diese NTaehteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß
mindestens ein Magnet für eine L eerlaufstellung vorgesehen ist.
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Es sind Wechselgetriebe schon bekanntgeworden, bei denen die Schaltung
der Gänge mittels Elektromagneten erfolgt. Es handelt sich dabei um derartige Getriebe,
bei denen die ständig miteinander im Einyriff stehenden Radpaare derart geschaltet
werden, daß mittels eines Ziehkeiles dessen Außenverzahnung mit einer Innenverzahnung
der zu schaltenden Räder in Eingriff gebracht wird. Da bei dieser Art der Kupplung
des Schaltrades mit der Schaltwelle hohe Schaltkräfte notwendig sind, ist
ein System von achsgleich hintereinander angeordneten Magneten vorgesehen, deren
Zahl um eins niedriger ist als die Zahl der möglichen Schaltbewegungen und bei denen
in der Leerlaufstellung der Magnetkern, der die Axialbewegung des Ziehkeiles bewirkt,
nicht zwischen zwei Magneten, wie beim Hauptpatent, sondern in der einen Hälfte
eines Magneten steht, so daß die Zugkraft des benachbarten Magneten durch das magnetische
Feld desjenigen Magneten, in dem sich der Magnetkern befindet, für den Anfang unterstützt
wird.
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Es müssen demzufolge bei dieser Ausführungsart bei jeden Schaltvorgang
nacheinander zwei Magneten unter Strom gesetzt werden, wobei für die Leerlaufstellung
ein Magnet dient, der auch für eine der Schaltstellungen zuständig ist. Durch diese
Anordnung wird die gernäß der vorliegenden Erfindung erstrebte Vereinfachung der
Kontaktanlage nicht erzielt. Außerdem wird der Forderung nicht Rechnung getragen,
die bei radial in Radtaschen verschiebbaren Kupplungsgliedern, nämlich Kugeln, insofern
auftritt, als eine magnetelastische Betätigung des Ziehkeiles beim Eingriff der
Schaltkugeln in die Radtaschen vorhanden sein muß, um während des Sehaltvarganges
eine Synchronisierung zu erzielen.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, jedem Magneten für die Gangschaltung
einen weiteren Magneten für die Leerlaufstellung des Ziehkeiles zuzuordnen.
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Da der Schaltweg des Ziehkeiles durch den Leerlaufrnagneten um das
Längenmaß dieses Magneten vergrößert wird, ist für die Zahnräder, zwischen denen
sich in der Leerlaufstellung der Ziehkeilkopf befindet, ein für diese Schaltstellung
notwendiger größerer Abstand voneinander vorgesehen als zwischen den Zahnrädern,
zwischen denen keine Leerlaufstellung vorgesehen ist.
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Bei den meisten Zahnradwechselgetrieben genügt es aber, um aus der
Leerlaufstellung in jede andere Gangschaltungsstellung zu kommen, wenn ein Ziehkeil
zwei Gangschaltungen betätigt und zwischen diesen beiden Gangschaltungen eine Leerlaufstellung
und demzufolge zwischen jedem Gangschaltungsmagneten ein Leerlaufmagnet liegt.
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Handelt es sich dabei um Getriebe, bei denen eine oder mehrere der
normalen entgegengesetzte Drehrichtungen
für verschiedene Gänge
vorgesehen sein müssen, dann kann eines der die Schaltung bewirkenden Getriebeorgane
mit für den Rückwärtsgang oder mehrere Rückwärtsgänge vorgesehen sein. Es liegt
in der Natur derartiger Getriebe, daß in dem Fall, in dem Rückwärtsgänge vorgesehen
sind, vorteilhaft mindestens drei die Schaltung bewirkende Getriebeorgane und demzufolge
drei Schaltwellen vorgesehen werden. Das ist insbesondere dann notwendig, wenn Antrieb
und Abtrieb immer auf der gleichen Welle bleiben. Kann aber der Rückwärtsgang, z.
B. einer anderen Welle als der Vorwärtsgang, abgenommen -werden, dann ist es bei
derartigen Getrieben auch möglich, mit zwei die Schaltung bewirkenden Getriebeorganen
und zwei Schaltwellen auszukommen.
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Bei Getrieben für Kraftfahrzeuge, bei denen nur ein Rückwärtsgang
üblich ist, genügt es auch, neben dem Zweiwellengetriebe die Schaltung des Zwischenrades
für den Rückwärtsgang, welches auf einer dritten Welle läuft, in an sich bekannter
Weise mittels eines besonderen Elektromagneten durch Verschieben des den Rückwärtsgang
bewirkenden Zwischenrades auf seiner Welle zu erzeugen. Dem Wesen der vorliegenden
Erfindung entsprechend ist dem diese Schaltbewegung erzeugenden Magneten auch ein
Leerlaufmagnet beigegeben, der das Zwischenrad in die Leerlau fstellung zieht, wenn
der Rückwärtsgang ausgeschaltet werden soll.
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Die Schaltung der Magneten kann, wie schon eri.-ähnt, von beliebiger
Stelle aus erfolgen, d. h., die Kontakte können dadurch, daß Leerlaufmagneten vorhanden
sind, an jede beliebige Stelle der Maschine, bei Fahrzeugen z. B. am Armaturenbrett,
am Lenkrad oder der Lenkstange, angebracht sein. Handelt es sich um llehrwellengetriebe,
also um solche Getriebe, bei denen mehrere die Schaltung bewirkende Getriebeorgane
vorhanden sind, dann ist zwischen jedem Gangschaltkontakt ein Leerlaufkontakt vorgesehen,
wobei diese Leerlaufkontakte immer alle Magneten schalten, so daß beim Übergang
von einem Gang zum anderen immer die Gewähr gegeben ist, daß alle Schaltorgane sich
in Leerlaufstellung befinden.
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Das erfindungsgemäße Getriebe kann, wie erwähnt, für alle Fälle Verwendung
finden, bei denen verschiedene Gänge Schritt für Schritt oder aus einer Gangstellung
in jede beliebige andere, also verschiedene Gänge überspringend, geschaltet werden
müssen. Das erfindungsgemäße Getriebe kann außer für Kraftfahrzeuge, Motorräder,
-roller und Mopeds auch für Werkzeugmaschinen, Textilmaschinen usw. Verwendung finden,
bei denen eine elektrische Schaltung durch Schalthebel von Hand oder durch selbsttätig
musternde Vorrichtungen, wie z. B. durch Jacquardapparate bei Textilmaschinen, oder
durch elektronische Steuerung erwünscht ist.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Abb. 1 ein Getriebe mit einem die Schaltung bewirkenden Getriebeorgan,
Abb. 2 ein Getriebe mit mehreren die Schaltung bewirkenden Getriebeorganen.
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Das Getriebe gemäß Abb. 1 ist ein Fünfganggetriebe einschließlich
eines Rückwärtsganges. Die Gänge sind mit R, I, 11, III und IV bezeichnet.
Zwischen dem Rückwärtsgang und dem ersten Gang I ist ein Leerlaufgang L eingeschaltet.
Der Ziehkeil 2 mit dem hopf 1, welcher die Kugeln 30 radial verschiebt und dadurch
die losen Räder 31, 32, 33, 34 und 35 mit der Schaltwelle 36 kuppelt, trägt am freien
Ende den '.Iagnetl,:errn 3, der sich in dem gleichachsig zur Schaltwelle 36 und
dem Ziehkeil 2 angeordneten Magnetpaket bewegt und die Schaltung eines der verschiedenen
Magneten R, L, I, II, III und IV dem Ziehkeil die gewünschte Schaltstellung gibt.
Bei dieser linearen Schaltung ist es notwendig, daß beim Schalten von einem Gang
zum anderen die dazwischenliegenden Gänge durchschritten werden. Von jedem Magneten
geht das eine Kabelende in die Masse und das andere Kabelende zu den Kontaktstellen,
wobei der Kontakt durch den Pfeil 37 angedeutet ist. Als Kontaktanlage können
Knöpfe oder Schalthebel vorgesehen sein.
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Die in Abb. 2 dargestellte Ausführungsform hat als die Schaltung bewirkende
Getriebeorgane zwei Ziehkeile 38 und 39. Jeder dieser beiden Ziehkeile bewegt sich
mit dem einen Ende in der zugehörigen Schaltwelle 40 bzw. 41 und mit dem anderen
Ende, an dem ein Magnetkern 39a bzw. 38a befestigt ist, in seinem zugehörigen Magnetpaket
42 bzw. 43. Jeder Ziehkeil ist zur Schaltung von zwei Gängen vorgesehen. Zwischen
beiden Schaltstellungen liegt die Leerlaufstellung.
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Dem Ausführungsbeispiel entsprechend schalten die beiden Ziehkeile
vier Gänge I, II, III und IV. Der Ziehkeil 39 schaltet die Gänge I und II mit den
dafür vorgesehenen Magneten I und II. Der Ziehkeil 38 schaltet die Gänge III und
IV mit den dafür vorgesehenen Magneten III und IV. Bei jedem Magnetpaket 43 und
42 liegt zwischen den Magnetpaketen 3 und 4 bzw. 1 und 2 ein Magnet L für die Leerlaufstellung.
Jeder Ziehkeil hat demzufolge zwei Köpfe 38 b und und 38 c bzw. 39 b und
39 c. Der Kopf 38 b schaltet den vierten Gang, der Kopf 38 c den dritten
Gang, der Kopf 39 b des anderen Ziehkeiles schaltet den zweiten Gang
und der Kopf 39 c den ersten Gang. Für den Rückwärtsgang ist die Vorgelegewelle
44 vorgesehen mit dem Zwischenrad 45, welches mittels einer Klaue 46 über eine Zugstange
47 und dem Magnetkern 48 vom Magnet R in die Schaltstellung gezogen wird. Mittels
des neben dem Magneten R liegenden Leerlaufmagneten L -werden die Zwischenräder
45 in die Leerlaufstellung gezogen.
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In der Zeichnung sind die Schaltwellen 40, 41, und die Vorgelegewelle
44 in einer Ebene liegend gezeichnet. Die Schaltung der Magneten ist beispielsweise
so vorgesehen, daß zwischen jeder Kontaktstelle für einen Gang eine Leerlaufkontaktstelle
liegt, wobei diese Leerlaufkontaktstelle jeweils alle drei Leerlaufmagneten einschaltet,
so daß beim Weiterschalten die Gewähr gegeben ist, daß jeder Gangwechsel aus der
Leerlaufstellung aller die Schaltung bewirkenden Getriebeorgane, und zwar im beispielsweisen
Fall der beiden Ziehkeile 38 und 39 und der Schaltklaue 46, erfolgt. Durch diese
Anordnung ist es möglich, aus jeder Gangstellung andere Gänge überspringend in jede
gewünschte andere Gangstellung zu schalten.
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Die im Getriebe gemäß Abb. 2 vorgesehenen Bolzen 49, 50 und 51 dienen
dazu, die die Schaltung bewirkenden Getriebeorgane in Leerlaufstellung zu sperren,
-wenn eins dieser Organe in Schaltstellung steht.
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Wird z. B. der Ziehkeil 39 in die Schaltstellung Gang II geschaltet,
dann werden die beiden Bolzen 49, 50 aus der Hohlkehle 52 des Ziehkeiles 39 herausgedrückt
und in die Hohlkehlen 53 und 54 des Ziehkeiles 38 und der Zugstange 47 gepreßt,
so daß diese Getriebeorgane die Leerlaufstellung nicht mehr verlassen können, bis
die Sperrung durch die Stifte 49 und 50 beseitigt ist. Das Kontaktmittel ist in
der
Zeic1lnung Abb.2 durch einen Pfeil 55 angedeutet. Die
Kontaktgabe kann mittels Hebel oder Druckknöpfe erfolgen.