DE1210286B

DE1210286B - Zahnraederwechselgetriebe

Info

Publication number: DE1210286B
Application number: DED39226A
Authority: DE
Inventors: Helmut Droeschel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-06-26
Filing date: 1962-06-26
Publication date: 1966-02-03

Description

Zahnräderwechselgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnräderwechselgetriebe mit ständig im Eingriff stehenden Räderpaaren und Gangumschaltung durch Formschlußkupplungen mit Abweisklauen, deren sämtliche Schaltmuffen mittels einer Schaltwalze in der Ausschaltrichtung formschlüssig, in derEinschaltrichtung über Federn betätigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Zurückschalten eines derartigen Zahnräderwechselgetriebes von einem höheren in den nächstniedrigeren Gang ohne zusätzliche Synchronisiereinrichtungen geräuschlos und ruckfrei durchzuführen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die den Schaltmuffen zugeordneten Nockenbahnen der Schaltwalze so gestaltet sind, daß bei einander folgenden Aus- und Einrückbewegungen der Schaltmuffen die Abweisschrägungen ihrer Kupplungsklauen einander in einem kleinen Bereich überdecken.
Beim Schalten von einem niedrigen auf einen höheren Gang besteht wirkungsmäßig zwischen dem erfindungsgemäßen Getriebe und dem bekannten Getriebe, von dem die Erfindung ausgeht, kein Unterschied. Die Vorzüge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung zeigen sich jedoch beim Zurückschalten von einem höheren auf den nächstniedrigeren Gang. Hierbei wird erreicht, daß ohne wahrnehmbare Unterbrechung des Kraftflusses und ohne nennenswerten Umschaltstoß die Kupplung des niedrigeren Ganges einrückt, sobald die Kupplung des höheren Ganges ausgerückt ist, wobei das Einrücken des niedrigeren Ganges derart erfolgt, daß jede Kupplungsklaue in eine unmittelbar benachbarte Lücke des Gegenklauenkranzes einrückt. In dem Bereich, in welchem die Kupplungsklauen abgeschrägt sind, überdecken sich die Klauenkränze im Augenblick des Umschaltens.
Dieser Vorzug des erfindungsgemäßen Zahnräderwechselgetriebes macht dasselbe besonders geeignet zum Schalten mittels eines Stellmotors, der die Schaltwalze antreibt, wenn er auf Rechts- oder Linkslauf eingeschaltet wird.
Um die Herstellungs- und Montagegenauigkeit der einzelnen Teile des Schaltzeugs nicht überspitzen zu müssen, sind die Noc@enbahnen der Schaltwalze treppenförmig gestaltet, wobei jeweils die erste Treppenstufe ausreichend lang ist, daß für die Phase, in der sich die Kupplungsklauenkränze im Augenblick des Umschaltens überdecken, genügend Zeit zur Verfügung steht, daß Ungenauigkeiten in der Lagerung und Gestaltung des Schaltzeugs die Abhängigkeit des Einkuppelns der einen Muffe vom Auskuppeln der anderen Muffe nicht beeinflussen. Die Schaltmuffen sind paarweise im Einrücksinn federbelastet.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 ein Viergang-Zahnräderwechselgetriebe mit Antriebsmotor, Kupplung, Schaltwalze und Stellmotor, F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie A -A in Fig..1, F i g. 3 eine Abwicklung der Schaltwalze in der Stellung für den II. Gang, F i g. 3 a eine Abwicklung der Schaltwalze in der Zwischenstellung während des Zurückschaltens vom Il. zum I. Gang, F i g. 4 eine Abwicklung der Kupplungsklauen in der Stellung für den II. Gang, F i g. 4 a eine Abwicklung der Kupplungsklauen in der Zwischenstellung (Überdeckstellung) während des Schaltens vom II. zum I. Gang.
Der Motor 1 treibt den Primärteil 2 der Flüssigkeitskupplung und deren Sekundärteil 3 treibt über die Antriebswelle 4 und das Zahnrad 6 die Vorgelege= welle 5 an. Außer dem Zahnrad 6 stehen mit den Vorgelegerädern noch die auf der Abtriebswelle 7 drehbar und axial unverschiebbarlangeordneten.Z.ahn= räder 8, 9 und 10 für den I., II. und III. Gang im Eingriff.
Jedes dieser Zahnräder 6, 8, 9 und 10 weist einen Kupplungszahnkranz 6', 8', 9' und 10' auf, und jeder Kupplungszahnkranz trägt eine Schaltmuffe 11,12,. 3l3 und 14 für den I., 1I., 11I. und IV. Gang. Es ist also für jeden Gang eine besondere Schaltmuffe vorhanden. Auf der Abtriebswelle 7 befinden sich zwei Kupplungsklauenkränze 15 und 16, in welche die Schaltmuffen wechselweise eingerückt werden. Wie die Abwicklung nach F i g. 4 und 4 a (Schnitt E-E der F i g. 1) zeigt, sind die Klauen 15,16 und die Zähne der Schaltmuffen 11, 12, 13 und 14 abgeschrägt. DieAbschrägungsrichtung ist so, daß dann, wenn der Motor 1 langsamer läuft, als es dem betreffenden Getriebegang entspricht, d. h. wenn die Abtriebswelle 7 voreilt, eine Abweiswirkung eintritt.
Schaltgabeln 17,18,19 und 20 greifen über Gleitsteine 21 in je eine Ringnut der Schaltmuffen 11, 12, 13 und 14 ein. Die Schaltgabeln 17,18;19 und 20 sind auf je einer halbkugeligen Mutter 22 schwenkbar gelagert und werden über je eine Rolle 23 am freien Ende der Schaltgabel von der Schaltwalze 24 betätigt. Die Muttern 22 sitzen auf dem Gewindebolzen 25. Sie sind durch Drehung längsverstellbar zum Einstellen der Schaltmuffen 11,12,13 und 14. Der Sicherungsbolzen 26 sichert die Muttern 22 nach dem Einstellen gegen Verdrehung.
Die Druckfedern 27 und 28 bewirken das Einrücken der Schaltmuffen 11,12,13 oder 14, wenn dies die Schaltwalze 24 in der jeweiligen Stellung zuläßt.
Ein Stellmotor 31 treibt über ein Räderpaar 32, 24 a die Schaltwalze 24 beim Schaltvorgang an. Ein Schaltgerät 33 schaltet über den Schalter 34 den Stellmotor 31 auf Rechts- oder Linkslauf.
F i g. 3 stellt eine Abwicklung der Schaltwalze 24 am Durchmesser D dar und zeigt diese in der Schaltstellung des Il. Ganges. Die Lage der vier Rollen 23 der Schaltgabeln 17,18,19 und 20 ist eingezeichnet. Wird beim Zurückschalten in den nächstniedrigeren, also den I. Gang, die Schaltwalze 24 in die Stellung nach F i g. 3 a gedreht, so wird hierbei die Schaltmuffe 12 des 1I. Ganges ausgerückt, während gleichzeitig die Schaltmuffe 11 des I. Ganges eingerückt wird.
Die Schaltwalze hat für jede Schaltgabel 20,18,17 und 19 eine Nockenbahn IV, II, I und IH; das bedeutet, daß diese Nockenbahnen den IV., 1I., I. bzw. III. Gang schalten.
Die Schaltkurve IV a der Nockenbahn besteht aus einer Vertiefung, in die die Rolle 23 der Schaltgabel 20 durch die Feder 28 hineingedrückt wird, wenn der IV. Gangeingeschaltet ist. Da im Ausführungsbeispiel der IV. Gang der höchste Gang ist, genügt für das Ein-und Ausrückendieses Ganges eine etwa dreieckförmige Schaltkurve. Die anderen Schaltkurven111 a, II a und 1 a sind treppenförmig gestaltet und zwar so, daß bei der Bewegung der Schaltwalze, die -dem Zurückschalten von -einem höheren auf einen niedrigeren Gang entspricht (in F i g. 3 und 3 a Bewegung der Nockenbahnennachoben), einer verhältnismäßiglangen ersten Treppenstufe I d bzw. II a' bzw. IH a' eine zweite Treppenstufe I d' bzw. II a" bzw. III d' folgt. In der Stellung nach F i g. 3. liegt das freie Ende der Schalt-Babel 18 in der zweiten Treppenstufe Il d' der Nokkenbahn II, d. h., der-11. Gang ist eingerückt. In dieser Stellung stehen die =Kupplungsklauen 9',16,12 so, daß der Klauenkränz 9' mit dem Klauenkranz 16 .durch den Schaltmuffenklauenkranz 12 formschlüssig verbunden ist. .: Die Klauenkränze 14,11,13 der die gleiche Bezeichnung. tragenden . Schaltmuffen befinden sich zwischen den Klauender Klauenkränze 6', 8' und 10' der Zahnräder 6, 8 und 10. Wird zum Schalten auf den nächstniedrigeren, also im vorliegenden Fall auf den I. Gang, die. Schaltwalze vom. Stellmotor 31 so gedreht, daß die Abwicklung in F i g. 3 nach oben bewegt wird, dann steigt, wie F i g. 3 a zeigt, die Rolle der Schaltgabel 18 aus der zweiten Treppenstufe II a" nach oben. Gleichzeitig fällt die Rolle der Schaltgabel 17 in der Nockenbahn I auf die erste Treppenstufe I d. Dabei ergibt sich, wie F i g. 4 a zeigt, daß die Klauen 12 der Schaltgabel 18 um die überdeckung ti so weit in den Klauenkranz 9' zurückgezogen sind, daß die Klauen 16 der Abtriebswelle nicht mehr in beiden Drehrichtungen Formschluß haben; zugleich ist die zur Schaltgabel 17 gehörige Schaltmuffe 11 mit ihren Klauen 11 um den gleichen Betrag Ü in den Bereich der Klauen 15 eingetreten, wobei die abweisende Wirkung hier in der entgegengesetzten Richtung auftritt als bei der Schaltmuffe 12: Durch Weiterdrehen der Schaltwalze in F i g. 3 a nach oben gelangt die Rolle der Schaltgabel 18 auf die höchste Nockenbahnfiäche. und die Rolle der Schaltgabel 17 auf die zweite Treppenstufe I a", sö daß der 1I. Gang ausgerückt und der I. Gang eingerückt ist. Die gleichen Schaltphasen folgen einander, wenn aus dem IV. Gang in den III. Gang und aus dem IH. Gang in den 1I: Gang geschaltet wird. Bei umgekehrter Schaltrichtung folgen die Schaltphasen einander in umgekehrter Richtung.
Infolge der Form der Abweisklauen kann in der in F i g. 4 a gezeigten Stellung die Kupplung des II. Ganges, bestehend aus den Klauenkränzen 12 und 16, nur bei ziehendem Motor 1 Drehmoment übertragen; bei schiebender Abtriebswelle 7 tritt jedoch die Wirkung der Abweisklauen ein. Wenn also die Schaltwalze 24 infolge ihrer Einstellung durch das Schaltgerät 33 zunächst in der Stellung zwischen Il. und HI. Gang verharrt, so kann bei Drosselung des Motors die Drehzahl des Zahnrades 10 und der darauf befindlichen Schaltmuffe 13 für den III. Gang soweit absinken, bis die Drehzahl der Schaltmuffe 33 geringer als die des Klauenkranzes 15 der Abtriebswelle 7 ist. Es kann dann durch weitere Drehung der Schaltwalze 24 der II. Gang eingerückt werden, wobei infolge der Wirkung der Abweisklauen kein Stoß auftritt.

Claims

Patentansprüche: 1. Zahnräderwechselgetriebe mit ständig im Eingriff stehenden Räderpaaren und Gangumschaltung durch Formschlußkupplungen mit Abweisklauen, deren sämtliche Schaltmuffen mittels einer Schaltwalze in der Ausschaltrichtung formschlüssig, in der Einschaltrichtung über Federn betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, :daß die den Schaltmuffen (11 bis 14) zugeordneten Nockenbahnen (I bis IV) der Schaltwalze (24) so gestaltet .sind, daß bei einander folgenden Aus- und Einrückbewegungen der Schaltmuffen die Abweisschrägungen ihrer Kupplungsklauen einander in einem Bereich (Ü) überdecken.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkurven (I a, Ha, III a) der Nockenbahnen (I, II, IH) für den 1. bis 3. Gang derart treppenförmig gestaltet sind, daß in der Drehrichtung der Schaltwalze (24) beim Zurückschalten in den nächstniedrigeren Gang der ersten Treppenstufe (I a' bzw. II ä bzw. III a') eine zweite Treppenstufe (Id' bzw. IIä' bzw. IIIa") folgt, welch letztere der Gangschaltstellung der zugehörigen Schaltmuffe (11, 12, 13) entspricht, während bei der Schaltkurve IVa) für den höchsten- Gang die erste Treppenstufe fehlt.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei einander zugekehrten Nockenbahnen (IV, II bzw. I, III) ein Schaltgabelpaar (20, 18 bzw. 17, 19) zugeordnet ist, und daß jedes Schaltgabelpaar mittels je einer gemeinsamen Feder (28 bzw. 27) elastisch so gekoppelt ist, daß jede Schaltgabel mittels Federkraft in die Schaltstellung bewegbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 125 910, 153 621, 883 841, 890 021; österreichische Patentschriften Nr. 128 455, 137 589; schweizerische Patentschriften Nr. 212 695, 236 637; französische Patentschriften Nr. 727 783, 803 703, 930 271, 1296 056; französische Zusatzpatentschrift Nr. 70 525 (Zusatz zur französischen Patentschrift Nr. 1103 586); britische Patentschrift Nr. 178 353; USA.-Patentschriften Nr. 2 245 017, 2 853 895; Druckschrift »Mekydro-Kraftübertragung« der Maybach-Motorenbau GmbH, Friedrichshafen (Bodensee), S. 7 und 11.