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Druckmittelschaltvorri chtung für eine Kraftübertragungsanlage, insbesondere
in Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Druckmittelschaltvorrichtung für
eine Kraftübertragungsanlage, insbesondere in Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem
Zahnräderwechselgetriebe, einer lösbaren Kupplung zwischen der Motorwelle und der
Eingangswelle des Wechselgetriebes, einer weiteren lösbaren Kupplung zwischen der
Ausgangswelle des Wechselgetriebes und der Antriebswelle für das Fahrzeug und ferner
zumindest aus einer Bremse zum vollständigen Festhalten der einen der beiden Getriebewellen,
wobei die lösbaren Kupplungen und die Bremse durch eine gemeinsame Steuervorrichtung
betätigbar sind.
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Zahnräderwechselgetriebe mit Schalthilfen der eingangs erwähnten Art,
bestehend aus Kupplungen und Bremsen, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
Bei diesen sind die Schalthilfen gemeinsam durch einen Fußhebel bedienbar. Die Gangschaltung
muß jedoch getrennt von der Betätigung der Schalthilfen vorgenommen werden. Irgendwelche
Sicherheitsmaßnahmen sind nicht getroffen, um ein Gang schalten zu verhindern, wenn
die Schalthilfen noch nicht voll wirksam geworden sind. Es können bei diesen bekannten
Schaltvorrichtungen daher trotz der Schalthilfen Schaltgeräusche, Schaltstöße und
Beschädigungen von Getriebeteilen durch fehlerhafte Bedienung auftreten.
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Grundsätzlich kennt man bei Zahnräderwechselgetrieben auch Verriegelungseinrichtungen,
die einen Übersetzungswechsel nur gestatten, wenn die Drehbewegung wenigstens einer
der Getriebewellen klein ist. Bei diesen sind jedoch- keine Schalthilfen vorgesehen,
durch die umlaufende Getriebeteile rasch stillgesetzt und von jedem Antrieb getrennt
werden können.
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Auch die Anwendung dieser bekannten Verriegelungseinrichtung auf Wechselgetriebe
mit Schalthilfen der eingangs erwähnten Art führt noch nicht zur völligen Beseitigung
der geschilderten Nachteile dieser bekannten Schaltvorrichtungen und Getriebeanordnungen,
da die getrennte Bedienung der Schalthilfen und der Getriebeschaltung mit ihren
möglichen schädlichen Folgen bestehenbleibt.
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Dies trifft auch für ein bekanntes Wechselgetriebe zu, bei dem als
Schalthilfe zusätzlich zu den beiden lösbaren Kupplungen vor und hinter dem Wechselgetriebe
sowohl die Eingangswelle als auch die Ausgangswelle durch je eine Bremse mit gemeinsamer
und gleichzeitiger Betätigung der Kupplungen stillgesetzt werden kann.
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Bei der Erfindung ist die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten
Einrichtungen zu beseitigen und eine Druckmittelschaltvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, so zu gestalten, daß mit Sicherheit Schaltmanöver
verhindert werden, solange die Zahnräder oder Zahradpaare nicht gegen Beschädigungen
vollkommen gesichert sind.
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Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß
durch die Druckmittelschaltvorrichtung beim Einleiten eines Gangwechsels Druckmittel
der Steuervorrichtung zum Lösen der Kupplungen sowie zum Anziehen der Bremse zugeführt
wird und das zugeführte Druckmittel eine Verriegelungseinrichtung für die Schalelemente
des Zahnräderwechselgetriebes wirksam macht, welch letztere die entriegelte Stellung
zum Freigeben der Schaltkraft erst wieder einnimmt, wenn die Drehbewegung wenigstens
einer der Getriebewellen sehr klein ist - wie an sich bekannt - und wenn das an
dieser Getriebewelle wirksame, von der Bremse aufgenommene Drehmoment einen bestimmten
geringen Wert nicht übersteigt, wobei in der bis zum vollkommen durchgeführten Übersetzungswechsel
aufrechterhaltenen Entriegelungsstellung das Druckmittel von der Verriegelungseinrichtung
derart gesteuert ist, daß die Bremse angezogen ist und die Kupplungen gelöst bleiben.
Dabei
ist zweckmäßig die Verriegelungseinrichtung abhängig von dem am festen Widerlager
der Bremse auftretenden Reaktionsmoment gesteuert, z. B. so, daß die Verriegelungsorgane
sich erst dann lösen können, wenn diese Reaktion niedriger ist als ein vorher festgelegter
Wert. Im übrigen läßt sich die Druckmittelschaltvorrichtung gemäß der Erfindung
dadurch weiter ausbilden, daß sie zum Abbremsen auf eine niedrige Geschwindigkeit
und ein geringes Drehmoment der von der Ausgangswelle des Zahnräderwechselgetriebes
gedrehten, miteinander verbundenen Getriebeteile während des Gangwechsels mit gelöster
Kupplung eine an sich bekannte zweite Bremse zwischen der Ausgangswelle des Zahnräderwechselgetriebes
und der Antriebswelle des Fahrzeuges aufweist.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu
sehen, daß ein schnelles und sicheres, stoß- und verschleißfreies Schalten der Gänge
unter Vereinfachung des Getriebeaufbaues möglich ist. Synchronisierschaltkupplungen
sind nicht nötig. Durch Einschaltung der zweiten Bremse lassen sich dabei auch in
den Fällen die Schaltvorgänge sicher durchführen, in denen andernfalls über die
Fahrzeugräder die Zahnräder oder Zahnradpaare roch mitgenommen werden würden.
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In der Zeichnung sind nachfolgend erläuterte Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. In schematischer Darstellung zeigt Fig. 1 in Seitenansicht
die wesentlichen Teile der Gesamtanlage, Fig. 2 als Ergänzung die Reaktionsvorrichtung
der Hauptbremse, Fig.3 die Abwicklung eines Paares von besonderen Kupplungsverzahnungen,
Fig. 4 den Längsschnitt durch das Zahnräderwechselgetriebe gemäß Fig. 1 in der Ebene
der Getriebewellen, Fig.5 einen Querschnitt durch das Zahnräderwechselgetriebe gemäß
Fig. 4, Fig. 6 in gegenüber Fig. 4 und 5 vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt
eines Teiles des in Fig. 4 und 5 dargestellten Zahräderwechselgetriebes, Fig. 7
in einem noch größeren Maßstab den pneumatischen Verteiler der Druckmittelschaltvorrichtung
und Fig. 8, 9 und 10 in kleinem Maßstab Vorderansichten der verschiedenen Scheiben
dieses Verteilers. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist an der Ausgangswelle einer
hydraulischen Kupplung 1, deren Ein- ; gangsteil von einem Motor 2 angetrieben wird,
eine Bremse 3 angebracht, welche die Ausgangswelle der Kupplung stillsetzen soll,
wenn sieh der Motor 2 unter Betriebsbedingungen befindet, bei welchen von ihm keine
Leistungsabgabe verlangt wird. Die Aus- ; gangswelle dieser Kupplung wird durch
eine Verbindungswelle 4 verlängert, die mit der Eingangswelle 5 des Zahnräderwechselgetriebes
6 verbunden ist. Dieses Zähnräderwechselgetriebe ist mit einer Sekundärwelle 7 versehen,
welche in axialer Richtung ver- f schiebbare Zahnräder oder eine Klauenkupplungsvorrichtung
trägt, um die Getriebewellen starr miteinander zu verbinden, auf welchen die dem
gewünschten Gang entsprechenden Zahnräder angebracht sind. Bei dem dargestellten
Beispiel arbeitet s die Sekundärwelle 7 auf ein Ausgangsgetriebe 1. Die Ausgangswelle
8 des Zahnräderwechselgetriebes trägt einen als weitere lösbare Kupplung dienenden
Freilauf 9, dessen angetriebenes bewegliches Glied mit einer Übertragungswelle 10
(Antriebswelle für das Fahrzeug) starr verbunden ist. Die Sekundärwelle 7 trägt
eine kleine Bremse 11, deren Aufgabe und Wirkung später beschrieben wird. Durch
axiale Verschiebung können die beweglichen Eingriffsglieder der Sekundärwelle 7
mit den Eingriffsgliedern der die Primärwelle darstellenden Eingangswelle 5 mittels
einer pneumatischen Steuerung in oder außer Eingriff gebracht werden. Diese Steuerung
wird z. B. durch einen Zylinder 12 gebildet, dessen Kolben z. B. mit Gabeln versehene
Gleitstangen für die Eingriffsglieder betätigt, (in Fig. 1 mit 12a angedeutet) wobei
eine Feder 13 die Gleitstange 12a in die Ausgangsstellung zurückführen soll; wenn
der Zylinder 12 nicht mehr mit Druckluft gespeist wird. Die Speisung des Zylinders
12 mit Druckluft wird später genauer beschrieben.
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Das die Bremsen 3 und 11 betätigende Gestänge wird durch einen Druckluftzylinder
14 gesteuert und ist so ausgebildet, daß zuerst die Bremse 3 kräftig angezogen wird,
bevor die Bremse 11 in Tätigkeit tritt, und zwar beispielsweise dank des Spieles
in den Organen dieses Gestänges. Außerdem bringt gleichzeitig mit der Betätigung
der Bremse 3 ein zusammen mit dem Zylinder 14 gespeister Druckluftzylinder 15 die-
Regelglieder des Motors in die Stellung für Langsamlauf.
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Die Speisung der Zylinder 14 und 15 erfolgt durch einen Dreiwegehahn
16, der weiter unten im einzelnen beschrieben wird. Er ist durch einen Stößel betätigbar,
der durch einen zusammen mit einer Welle 18 durch eine Betätigungskurbel
19 verschwenkten Nocken 17 gesteuert wird. Dieser Dreiwegehahn 16 empfängt
die Druckluft über einen Stutzen 20 und speist den die Druckluft den Zylindern 15
und 14 zuführende Leitung 21. Bei diesem Dreiwegehahn 16 handelt es sich um einen
Hahn mit Schieber und Schlitzen, wobei dieser Schieber die jeweils gewünschte Verbindung
zwischen den Schlitzen herstellt. Die Arbeitsweise ist im einzelnen folgende: Wenn
der Stößel für den Schieber des Hahns 16 nicht durch den entsprechenden Nocken 17
eingerastet wird, versorgt der Dreiwegehahn 16 die Leitung 27 mit Druckluft, welche
vom Stutzen 20 herkommt, und schließt die Leitung 21 ab; wird jedoch der Stößel
durch den Nocken 17 eingerastet, dann verbindet der Dreiwegehahn 16 die Leitung
27 mit einer Auslaßöffnung und versorgt die Leitung 21 vom Anschluß 20 her.
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Der Ständer der Bremse 3 ist an einem Schwenkarm 22 angebracht, welcher
das Reaktionsmoment auf einen federnden Anschlag 23 überträgt und bei der Zusammendrückung
dieses Anschlags ein Ventil 24 betätigt. Wenn der Anschlag 23 zusammengedrückt wird,
d. h. wenn das bei der Bremsung auf den Ständer der Bremse 3 übertragene Reaktionsmoment
erheblich ist, speist dieses Ventil 24 eine Leitung 25, welche mit einem Doppelventil
26 verbunden ist, letzteres ist einerseits durch einen Stutzen 27 an den
Dreiwegehahn 16 und andererseits an eine Leitung 28 zur Speisung eines Zylinders
29 zur Verriegelung des Zahnräderwechselgetriebes angeschlossen. Der in dem Zylinder
29 arbeitende Kolben 30, der durch eine nicht dargestellte Feder zurückgeholt wird,
ist mittels einer Stange 31 mit einem Verriegelungsfinger 32 starr verbunden, welcher
in Nuten 33 der durch
den Zylinder 12 betätigten Gleitstange 12
a der Gabeln der Schalträder eintreten kann. Durch eine Verlängerung betätigt die
Stange 31 einen Hahn 34, welcher einerseits mit der Druckluftquelle und andererseits
durch eine Leitung 35 mit einem Doppelventil 36 verbunden ist, welches in die Leitung
21 zwischen dem Dreiwegehahn 16 und den Zylindern 14 und 15 eingeschaltet ist.
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Die obenerwähnten Doppelventile 26 und 36 sind im einzelnen gesehen
ebenfalls in an sich bekannter Weise ausgeführt und besitzen einen freien inneren
Kolben. Bei dem Doppelventil 26 stellt dieser freie Kolben eine Verbindung zwischen
den Leitungen 27 und 28 her, indem er die Verlängerung der Leitung 27 zum Ventil
24 schließt, wenn die Leitung 25 an den Auslaß angeschlossen ist und wenn die Druckluft
durch die Leitung 27 zugeführt wird. Nach der Darstellung von Fig. 1 steht hierbei
der freie innere Kolben in seiner linken Endlage.
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Umgekehrt kommt der innere freie Kolben des Doppelventils 26 in seine
rechte Endlage, um die Verbindung zwischen dem Ventil 24 und dem Zylinder 29 herzustellen,
wenn die Leitung 27 am Auslaß angeschlossen wird.
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Das Doppelventil 36 arbeitet in gleicher Weise, um die Verbindung
entweder zwischen dem Hahn 34 und den Zylindern 14 und 15 oder zwischen denselben
Zylindern und dem Dreiwegehahn 16 herzustellen, je nachdem, ob die Druckluft vom
Hahn 34 oder vom Dreiwegehahn 16 herkommt.
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Die Welle 18 mit der Betätigungskurbel 19 ist außer mit dem Nocken
17 zur Steuerung des Dreiwegehahnes 16 mit einer Reihe anderer, nicht dargestellter
Nocken versehen, welche die gleiche Anzahl gleichartiger Hähne, die ebenfalls nicht
dargestellt sind, betätigen und damit die Speisung von Zylindern ermöglichen, die
dem obenerwähnten Zylinder 12 gleichartig sind, je nach der Anzahl der Schaltmöglichkeiten
des Zahnräderwechselgetriebes, wobei ein Zylinder 29 allein alle der Verriegelung
32 gleichartigen Verriegelungen betätigen kann.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn
der Fahrer die Übersetzung des Zahnräderwechselgetriebes ändern will, betätigt er
die Kurbel 39, worauf der Nocken 17 den Dreiwegehahn 16 verstellt. Hierdurch wird
die Leitung 21 gespeist, wodurch über das Doppelventil 36 der Zylinder 15 den Motor
langsam laufen läßt und der Zylinder 14 das Anziehen der Bremsen 3 und 11 bewirkt.
Die Bremse 3 wird kräftig angezogen, während die Bremse 11 nur mäßig angezogen wird.
Die Leitung 27 wird auf Auslaß geschaltet und kann daher den Kolben 30 nicht mehr
in der Verriegelungsstellung halten. Die Verrieglung bleibt trotzdem wirksam, da
infolge des Reaktionsmomentes an der Bremse 11 vom Ventil 24 nunmehr Druckluft in
die Leitung 25 einströmt. Diese hält das Doppelventil 26 unter Druck und bringt
es in die andere Stellung, in der die Leitungen 25 und 28 miteinander verbunden
sind. Hierdurch wird der Zylinder 29 wieder unter Druck gesetzt, so daß der Riegel
32 die Verriegelung des gerade eingeschalteten Ganges aufrechterhält.
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Wenn die Verbindungswelle 4 durch die Bremse 3 stillgesetzt ist, nimmt
das Reaktionsmoment der Bremse 3 ab und geht auf einen solchen Wert zurück, daß
der federnde Anschlag 23 den Arm 22 zurückdrücken kann, wodurch das Ventil 24 geschlossen
wird. Das Doppelventil 26 wird nicht mehr vom Ventil 24 gespeist. Die Leitung 25
und der Zylinder 29 sind auf Auslaß geschaltet. Der Riegel 32 wird gelöst, und die
Gleistangen für die Getriebestangen sind dann freigegeben. Die Gangschaltung kann
nunmehr durch den Zylinder 12 erfolgen, welcher während der Drehung der Welle 18
unter der Einwirkung eines der Nocken 17 und eines der obenerwähnten, nicht dargestellten
Hähne gespeist wurde. Hierbei kann dieser Zylinder 12 nur eine bestimmte Kraft ausüben,
welche so bemessen ist, daß nur eine begrenzte Kraft auf die Gabeln ausgeübt wird,
um unnötige Beanspruchungen der Zahnradpaare oder Kupplungsklinken zu vermeiden.
Wenn der Riegel 32 angehoben ist, hält der Hahn 34 bei beliebiger Stellung
des Dreiwegehahnes 16 mittels des Doppelventils 36 die Speisung der Zylinder 14
und 15 aufrecht. Die Gangschaltung kann gefahrlos ohne Verschleiß oder Bruchgefahr
der Zahnflanken oder der Kupplungsklinken erfolgen, selbst wenn der Dreiwegehahn
16 in seine Ausgangsstellung zurückgebracht ist, denn die Wellen 4, 5 und 7 werden
durch die angezogenen Bremsen festgehalten, bis der Riegel 32 in die entsprechende
Nut 33 bei voll eingeschaltetem neuem Gang eintreten kann. In diesem Augenblick
wird der Hahn 34 betätigt, um die Zufuhr des Druckmittels in die Leitung 35 zu schließen
und um diese Leitung 35 auf Auslaß zu schalten. Das Doppelventil 36 schaltet unter
diesen Umständen die Zylinder 14 und 15 über die Leitung 35 auf Auslaß, wodurch
die Bremsen 3 und 11 freigegeben werden und die Leistung des Motors über den Zylinder
15 wiederhergestellt wird. Bei Vorhandensein einer hydraulischen Kupplung wird diese
Leistung selbsttätig wieder auf die Wellen 4, 5, 7, 8 und 10 weitergeleitet.
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Da diese Schaltvorrichtung gestattet, Kupplungsverzahnungen oder Kupplungsklauen
von beweb liehen Eingriffsgliedern in Eingriff zu bringen, welche zwei Wellen angehören,
von denen die eine zwan, läufig durch die Bremse 3 festgehalten wird, während die
andere sich auch unter der Einwirkung der schwachen Bremse 11 noch mit sehr geringer
Geschwindigkeit und einem sehr kleinen Moment drehen kann, ist es möglich, an jedem
beweglichen Eingriffskörper nur eine geringe Zähnezahl für einen Voreingriff zu
benutzen. Fig. 3 zeigt ein Beispiel dieser Kupplungsausbildung, bei welcher jeder
bewegliche Eingriffskörper 40, 41 vier Zähne 42, 42 a; 43, 43 a; 44,
44 a
und 45, 45 a besitzt, welche länger als die normalen Zähne sind und diesen
Voreingriff bewirken. Der Voreingriff bringt alle Verzahnungen in eine solche Stellung,
daß eine geringe Kraft genügt, um den vollständigen Eingriff der eigentlichen Verzahnungen
oder eigentlichen Kupplungsklauen zu bewirken, wobei zu bemerken ist, daß die Formgebung
der Verzahnung oder der Kupplungsklauen nicht Gegenstand der Erfindung ist. Diese
mäßige Kraft ist ausreichend, da ja die Gangschaltung erst erfolgt, wenn die entsprechenden
Wellen stillgesetzt oder fast stillgesetzt sind.
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Wenn das Restdrehmoment des Freilaufs 9 bedeutend ist, was bei einem
Rollenfreilauf der Fall sein kann, wird, da die Bremsung der Welle 7 durch die Bremse
11 eine geringe Drehungsfreiheit (Pendelschwingung) zuläßt, der Eingriff der Verzahnungen
erleichtert. Die Bremse 11 erweist sich als unumgänglich nötig, wenn sich die Ausgangswelle
10 dreht, während das Zahnräderwechselgetriebe im Leergang
ist,
um mit Sicherheit die Nebenwelle von diesem Antrieb abzukoppeln.
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Die auf der Welle 18 angebrachten Nocken können so ausgebildet werden,
daß eine Gangumschaltung für jede halbe Drehung der Kurbel 19 erfolgt.
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Fig.4 zeigt eine Ausführungsform der Schaltvorrichtung und des Zahnräderwechselgetriebes,
die gegenüber der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung einige Abwandlungen
aufweist. Hierbei wird die als Antriebswelle diende Welle des Zahnräderwechselgetriebes
6 durch den Sekundärteil einer hydraulischen Kupplung oder einer Hauptkupplung angetrieben.
Dieser Sekundärteil ist mit einer Zwischenkupplung 50 gekuppelt, welche den Antrieb
der Eingangswelle 51 des Zahnräderwechselgetriebes gestattet und in welche die Betätigungsstange
der Kupplung eintritt. Diese Betätigungsstange wird durch einen Druckluftmotor 52
betätigt. Die Eingangswelle 51 trägt Zahnräder und Verzahnungen 53 und 54; die mit
denen einer Zwischenwelle des Zahnräderwechselgetriebes im Eingriff stehen. Die
Gegenräder sind auf dieser Zwischenwelle lose drehbar und können abwechselnd mit
dieser Zwischenwelle des Zahnr_äderwechselgetriebes gekuppelt werden.
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Die Zwischenwelle des Zahnräderwechselgetriebes trägt ferner ein aufgekeiltes
Zahnrad 80, das mit einem Zahnrad 81 im Eingriff steht. Letzteres ist auf der Ausgangswelle
82 des Zahnräderwechselgetriebes lose drehbar. Die Ausgangswelle 82 ist auf eine
in Fig:4 nicht dargestellte Weise mit einem Freilauf oder einer anderen Kupplungsvorrichtung
versehen, welche dem Freilauf 9 nach Fig. 1 entspricht. Die Zwischenwelle trägt
außerdem zwei lose drehbare Zahnräder 83 und 84; welche beständig mit entsprechenden
auf der Ausgangswelle 82 verkeilten Zahnrädern 85, 86 im Eingriff stehen. Eine Klauenkupplung
87 kann wahlweise mit den beständig mit den Zahnrädern 53 und 54 der Eingangswelle
51 im Eingriff stehenden Zahnrädern der Zwischenwelle in Eingriff gebracht werden.
Eine Klauenkupplung 89 gestattet die wahlweise Verbindung der Zahnräder 83 und 84
mit der Zwischenwelle, wenn die Klauenkupplung 88 außer Eingriff ist. Die Schaltgabeln
55 cc für die verschiedenen Klauenkupplungen werden durch weiter unten genauer
beschriebene Steuernocken 55 betätigt (dargestellt in Fig. 6).
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Die Eingangswelle 51 ist mit Belägen einer Bremse 57 starr verbunden,
welche von dem Druckluftmotor 52 betätigt wird. Der Ständer dieser Bremse ist mit
einem Rahmen 57 a (auch in Fig. 5) fest verbunden, in welchem zwei Federn 60 und
61 vorgesehen sind, welche sich auf einem dem festen Gehäuse des Zahnräderwechselgetriebes
angehörenden Finger 58 abstützen, Dieser Rahmen 57 a stützt sich einerseits auf
einem federnden Finger 58 a ab, welcher mit einer Nase 62 in eine Rast einer
Verriegelungsscheibe 63 einrasten kann, welche mit der Vorrichtung zur Verstellung
der Gabeln der Klauenkupplungen starr verbunden ist. Die Verriegelungsscheibe 63
kann auch durch einen a anderen Riegel 64 verriegelt werden, welcher entgegen einer
Verriegelungsfeder 66 durch einen pneumatischen Kolben 65 betätigt wird, wobei die
entsprechenden Rasten der Verriegelungsscheibe 63 und der Riegel 64 selbst schräge
Flanken besitzen, welche c die Verriegelungsscheibe 63 bei der Vornahme einer Verriegelung
in die genaue Verriegelungslage bringen. Der Zylinder des Kolbens 65 wird durch
eine Druckluftleitung 67 gespeist, welche an den Zylinder des Druckluftmotors 52
angeschlossen ist, der die Druckluft durch eine Leitung 68 empfängt, um nacheinander
die Kupplung 50 und die Bremse 57 zu betätigen. Diese Leitung 68 ist an eine nicht
dargestellte Druckluftquelle über einen Verbinder 69 und unter Zwischenschaltung
einer weiter unten beschriebenen Kontrollvorrichtung angeschlossen.
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Um einen übersetzungswechsel durchzuführen, wird Druckluft in die
Leitung 68 eingelassen, wodurch die Kupplung 50 ausgerückt wird. Die Welle 51 ist
von dem Antriebsmotor und auch von dem Sekundärteil der diesem Motor zugeordneten
Kupplung getrennt, wobei die Bremse 57 praktisch die vollständige Stillegung der
Eingangswelle 51 vor der Schaltung bewirkt. Es ist anzunehmen, daß die mit der Eingangswelle
zusammenhängenden Klauen unter der Einwirkung der Federn 60, 61 pendeln, da die
Ausgangswelle 82 nicht die Zeit hat, sich augenblicklich in Gang zu setzen. Die
anderen Wellen des Zahnräderwechselgetriebes werden ebenfalls freigegeben, und die
Zwischenwelle kann insbesondere nicht mehr von der Abtriebswelle angetrieben werden,
da der obenerwähnte Freilauf wirksam wird. Gleichzeitig wird die Bremse 57 betätigt,
wodurch die lebendige Kraft der beweglichen Eingriffsglieder absorbiert wird. Die
Rückwirkung dieser Bremse auf die Federn 60, 61 drückt die Feder 60 zusammen und
bringt den Finger 62 in eine Rast der Verriegelungsscheibe 63. Hierauf gelangt die
Druckluft unter den Kolben 65 und zieht den Riegel 64 zurück. Wenn die mit der Gangschaltvorrichtung
verbundene Verriegelungsscheibe 63 sich in der einen oder der anderen Richtung drehen
will, kann sie dies erst tun, wenn der Finger 62 zurückgezogen ist. Dies ist der
Fall, wenn sich die Feder 60 entspannt, wobei diese Entspannung eine Pendeldrehung
geringer Amplitude der Bremse 57 und .der mit dieser Bremse starr verbundenen beweglichen
Glieder erzeugt, d. h. - der Eingangswelle 51, der Zahnräder 53 und 54 und der mit
diesem im Eingriff stehenden Zahnräder. Während dieser Pendelschwingungen schwingen
die Verzahnungen der Klauenkupplungen voreinander, so daß der Eingriff erfolgen
kann, sobald die gegenseitige Stellung günstig ist. Nach Freigabe der Verriegelungsscheibe
63 können die Rasten derselben die Riegel bis zur vollständigen Ausführung eines
Gangwechsels nicht mehr aufnehmen. Wenn die gewünschte Zahnräderkombination hergestellt
ist, findet die durch den Verbinder 69 ankommende Druckluft keine Verbindung mehr
mit der Leitung 58. Letztere ist vielmehr auf Auslaß geschaltet. Unter diesen Bedingungen
fällt der Riegel 64 in eine Rast der Verriegelungsscheibe 63, wodurch diese festgelegt
wird. Der Druckluftmotor 52 löst die Bremse 57, und die Beläge der Kupplung 50 werden
durch die Kupplungsfeder angelegt.
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Es ist zu bemerken, daß mit einer derartigen Vorichtung die Gangschaltung
mit Sicherheit, mit einer gesteigerten Schnelligkeit und mit sehr geringen Betätigungskräften
vorgenommen werden kann. Hierdurch wird das Zahnräderwechselgetriebe billig, da
die Zahnräder und die Klauenkupplungen nur für die normalen Eingriffskräfte vorgesehen
zu werden brauchen. Dies wirkt sich auch auf die Ausbildung der Betätigungsglieder
55 a dieser Zahnräder und Klauenkupplungen aus, da sie nur Kräfte auszuhalten
haben, welche der einfachen Verstellung von sich
nicht oder kaum
gegeneinander drehenden Teilen entsprechen.
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In Fig. 6 bis 10 ist die Steuervorrichtung für die Betätigung der
Gabeln der Klauenkupplungen dargestellt.
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Der Gangwechsel erfolgt durch die Drehung einer Welle 90, welche von
Hand oder durch einen ferngesteuerten Motor angetrieben wird. Die Welle 90 wird
für jeden Gangwechsel schrittweise um gleiche Winkel gedreht. Sie ist mit der weiter
oben-beschriebenen Verriegelungsscheibe 63 über einen drehelastischen Stab 93 und
eine diesen umschließende, mit ihm an der Welle 90 abgelegenen Ende fest verbundene
Hohlwelle 93 a sowie 'mit einer außenliegenden Verriegelungstromme191 direkt starr
verbunden. Die Verriegelungstrommel91 weist den einzelnen Gangstellungen zugeordnete
Rasten auf, in die ein Verriegelungsfinger 92 eingreifen kann, der entgegen der
Wirkung einer Feder durch Druckluft aus der Leitung 68 in die Eingriffsstellung
gebracht wird. Die Welle 90 betätigt einen in Fig. 7 im Schnitt dargestellten Druckluftverteiler,
der an der Verbindungsstelle der Welle 90 und des drehelastischen Stabes 93 vorgesehen
ist. Die Hohlwelle trägt außen die erwähnten Steuernocken 55, deren Erhebungen in
Achsrichtung gerichtet sind und die Schaltgabeln 55 a verschieben. Die Hohlwelle,
der drehelastische Stab 93 und die Welle 90 sind zueinander koaxial. Der Druckluftverteiler
ist folgendermaßen aufgebaut: Die Welle 90 trägt eine Scheibe 94, auf welcher sich
Federn 95 abstützen. Diese Federn legen sich gegen eine Scheibe 96, die in Achsrichtung
gleitfähig, jedoch drehfest auf einer mit dem Stab 93 starr verbundenen Nase sitzt,
die ein Keilprofil hat und am mit der Welle 90 verbundenen Ende des Stabes 93 angeordnet
ist.
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Die Hohlwelle ist axial gleitfähig, jedoch drehfest mit einer zwischen
der Scheibe 96 und einer festen Platte 98 drehbar liegenden Scheibe 97 über ein
Keilprofil verbunden. Die Platte 98 hat eine Auslaßöffnung 99 und eine Einlaßöffnung
100, welche beide etwa radial liegen, wobei die Öffnung 100 mit der Leitung 68 verbunden
ist und weist auf ihrer der Scheibe 97 zugewandten Stirnfläche eine mit der Einlaßöffnung
100 verbundene Ringnut mit großem Halbmesser 101 sowie eine mit der Auslaßöffnung
99 verbundene Ringnut 102 mit kleinerem Halbmesser auf. Die drehbare Scheibe 97
hat zwei zu ihrer Achse parallele Durchgangsbohrungen 103 und 104, welche beständig
mit der Ringnut 101 bzw. mit der Ringnut 102 in Verbindung stehen. Die Scheibe 96
ist auf ihrer der Scheibe 97 zugewandten Stirnfläche mit einer schrägen Nut 105
versehen, welche die Bohrungen 103 und 104 miteinander verbinden kann und nur so
lang ist, wie es für diese Verbindung notwendig ist. Beiderseits der Nut 105 trägt
die Platte 96 je eine Bohrung 106 bzw. 107, welche sie in Achsrichtung vollständig
durchdringen und in ein Gehäuse 108 einmünden, aus dem dichtend die Welle 90 austritt
und das eine beständig mit einer Druckluftquelle verbundene Öffnung 109 aufweist
sowie den Druckluftverteiler umschließt.
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Diese Steuervorrichtung arbeitet folgendermaßen: Um einen Übersetzungswechsel
durchzuführen, wird die Welle 90 gedreht. Dadurch wird der Stab 93 als Torsionsstab
verdreht, weil die die Steuernocken 55 tragende Hohlwelle 93 a durch die Verriegelungs-Scheibe
63, in welche der Ringel 64 eingreift, in ihrer A u;gangsiage festgehalten wird.
Eine der Bohrungen 106 oder 1.07 der Scheibe 96 kommt mit der Bohrung ß0:;
der ebenfalls festgehaltenen drehbaren Scheibe 97 zur Deckung. Die durch die Öffnung
109 ankommende Druckluft strömt durch die Bohrung 106 bzw. 107 und durch
die Bohrung 1.03, gelangt in die Ringnut 101 und speist über die Öffnung 100 die
Leitung 68. Der Riegel 92 hält dann die Welle 90 fest. Die Auskupplung und die Bremsung
der beweglichen Eingriffsglieder des Zahnräderwechselgetriebes erfolgen dann in
der oben beschriebenen Weise. Gleichzeitig wird der Riegel 64 angehoben, und die
Verriegelungsscheibe 63 wird freigegeben, sobald der Riegel 62 nach Zurückgehen
des Bremsmomentes zurücktritt. Durch die Wirkung des drehelastischen Stabes 93 werden
dieSteuernocken55 verschwenkt und nehmen den Gangwechsel vor. Gleichzeitig unterbricht
die drehbare Scheibe 97 die Druckluftzufuhr und bringt ihre beiden Bohrungen 103
und 104 gleichzeitig mit der Nut 105 der Scheibe 96 zur Deckung. Hierdurch wird
die Druckluft aus der Leitung 68 durch die öffnung 99 ausgelassen. Der Riegel 92
tritt wieder zurück, die Bremse 57 wird gelöst und die Kupplung 50 wieder eingekuppelt.
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Zur Vergrößerung der Amplitude der durch die Federn 60 und 61 hervorgerufenen
Pendelbewegung kann der Rahmen 57 a durch einen an die Leitung 68 angeschlossenen
Druckluftrüttler 110 in Schwingungen versetzt werden.
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Um das Restmoment des Ausgangsfreilaufes 9 zu vernichten, wenn das
Zahnräderwechselgetriebe im Leergang ist oder wenn seine Ausgangswelle angetrieben
wird, ist eine Bremse erforderlich. Hierfür wird der Bremse 57 eine Zusatzbremse
111 zugeordnet, die gleichzeitig mit der Bremse 57 betätigt wird, die festen Beläge
dieser Bremse 111 stützen sich auf dem Gehäuse des Zahnräderwechselgetriebes ab,
während die beweglichen Beläge derselben von einem auf der Welle 51. lose drehbaren
Hilfszahnrad 112 angetrieben werden. Auf diesem Zahnrad stützen sich die Beläge
der Bremse 57 über ein Kugeldrucklager 1.13 ab. Das Zahnrad 112 steht mit dem Zahnrad
83 im Eingriff. Diese Bremse ist jedenfalls imstande, wenigstens, wenn das Zahnräderwechselgetriebe
auf den Leergang eingestellt ist, die Ausgangswelle 82 und die von dieser abhängigen
beweglichen Teile festzuhalten, wenn die Ausgangswelle 82 durch das Restmoment des
Freilaufes oder der Kupplung, welche sie mit den angetriebenen Teilen kuppeln, angetrieben
wird.
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Die Abstützung der festen Beläge dieser Bremse 111 an dem Gehäuse
des Zahnräderwechselgetriebes weist ein hinreichendes Spiel in der Winkelrichtung
auf, um das Pendeln der Bremse 57 zu gestatten.
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Die Ausführungsbeispiele können im Rahmen der Erfindung abgewandelt
werden. So kann die als hydraulische Kupplung 1 beschriebene Kupplung ein beliebiger
Kupplungsteil sein. Der Freilauf 9 kann ebenfalls durch einen beliebigen Kupplungsteil
ersetzt werden. Das Zahnräderwechselgetriebe kann einen vom beschriebenen abweichenden
Aufbau aufweisen. Die Betätigung der Bremsorgane kann durch Einzelvorrichtungen
erfolgen, da die Vereinigung der oben beschriebenen halbautomatischen Betätigungsmittel
nur die Erleichterung und die Beschleunigung des Übersetzungswechsels bezweckt.
Außerdem ist die Anwendung der beschriebenen Schaltvorrichtung nicht auf das Gebiet
der Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor
beschränkt, sondern auch
überall da möglich, wo ein Zahnräderwechselgetriebe mit mehreren Gängen erforderlich
ist.