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Konzentrisch zu den Achswellen angeordnetes, dem Ausgleichgetriebe
vorgeschaltetes Umlaufräderwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die
Erfindung bezieht sich auf :ein konzentrisch zu den Achswellen angeordnetes, dem
Ausg eichgetriebe vorgeschaltetes Umlaufräderwechs:elgetriebe, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, bei dem das, Eingangsglied des Umlaufräderwechselgetrieb;es mit
dem Tellerrad, das Ausgangsglied mit dem Ausgleichgetriebegehäuse und das Reaktionsglied
mit einer längs einer Achswelle verschiebbaren Schaltmuffe fest verbunden ist, die
zum Schalten der einen, Schaltstellung mit einem weiteren Glied des Umlaufräderwechselgetriebes
verbindbar ist und in der anderen Schaltstellung mittels auf ihr angeordneter Schaltklauen
formschlüssig mit Sperrklauen eines undrehbar abgestützten Sperringes in Eingriff
gebracht werden kann.
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Beim Schalten eines derartigen durch die deutsche Auslegeschrift 1023
337 bekanntgewordenen Umlaufräderwechselgetrieb:es in den untersetzten Gang müssen
die Schaltklauen der zusammen mit dem Umlaufrädersatz und dem Aus:gleichgetriebegehäuse
als Einheit rotierenden Schaltmuffe durch axiale Verschiebung mit dem feststehenden
Sperring formschlüssig in Eingriff gebracht werden. Durch das hohe dynamische Trägheitsmoment
der mit der Schaltmuffe in Wirkung stehenden und mit dieser umlaufenden Massen treten
beim axialen IneingrifE-bringen der Schaltklauen der drehenden Schaltmuffe mit den
feststehenden Sperrklauen störende Geräusche bzw. Materialzerstörungen auf.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die aufgezeigten
Nachteile bei einem Umlaufräderwechselgetriebe der .eingangs genannten Art zu beseitigen,
so daß die Schaltmuffe mühelos mit dem feststehenden Sperring in Eingriff gebracht
werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß
beim axialen Verschieben der Schaltmuffe vor dem formschlüssigen Eingriff der Schaltklauen
mit den Sperrklauen des Sperringes die Schaltklauen mit einem Bremsglied formschlüssig
in Eingriff gebracht und gehalten werden, wobei. das: Bremsglied mit dem Sperring
in an .sich bekannter Weise über ein Steilgewinde schraubbeweglich verbunden ist
und der Sperring einen Anschlag für die S.chraubbewegung des Bremsgliedes aufweist,
so daß in der durch den Anschlag begrenzten Endstellung des Bremsgliedes die Schaltklauen
der Schaltmuffe zwangläufig mit den Sperrklauen dies Sperringes auf Lücke stehen.
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Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß die unter Last rotierende
Schaltmuffe beim Schalten des Umlaufräderwechselgetriebes in den untersetzten Gang
vom Bremsglied »aufgefangen« wird und durch die Schraubbewegung des Bremsgliedes
zwangläufig in eine Stellung abgebremst wird, in der ihre Schaltklauen mit den Sperrklauen
des feststehenden Sperrringes genau »auf Lücke« stehen, so daß die Schaltmuffe in
dieser nichtdrehenden Stellung ohne Schwierigkeit axial verschoben und mit dem Sperring
formschlüssig in Eingriff gebracht werden kann.
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Bei einer Zahnkupplung mit einer Einrückservovorrichtung und einem
die relative Phasenlage der Kupplungshälften ertastenden Fühler, welcher die Zahnkränze
der Kupplungshälften teilweise in Eingriff bringt und die Servovorrichtung steuert,
ist es bekannt, daß der Fühler nach Art einer Zahnkupplung mit Schraubmuffe und
Einrückklinke ausgebildet ist, deren mit der Klinke versehene Schraubmufe in der
verschieblichen Kupplungshälfte axial beidseitig festgelegt und drehbar geführt
ist und mit der unverschieblichen Kupplungshälfte über ein Steilgewinde an einer
mit der unverschieblichen Kupplungshälfte drehfest und axial verschiebbar verbundenen
Hülse derart schraubbeweglich verbunden ist, daß nach Einrasten der Klinken in vorgegebener
relativer Phasenlage der Kupplungshälften und :nach Verschrauben der Schraubmuffe
gegenüber der unverschieblichen Kupplungshälfte durch diese Schraubbewegung auch
die einseitig abgeschrägten Zahnköpfe der Kupplungszahnkränze ineinandergeschraubt
und! somit die Zahnkränze teilweise in Eingriff gebracht werden und daß zugleich
eine mit der axial verschiebbaren Kupplungshälfte verbundene Steuereinrichturig
die
Einrückservovorrichtung zum anschließenden vollständigen Einrücken der Kupplungszahnkränze
mittels Fremdkraft zur Wirkung gebracht wird.
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Durch die Verwendung dieser aus der deutschen Auslegeschrift 1181992
bekannten Zahnkupplung bei einem Umlaufräderwechselgetriebe .der die Erfindung betreffenden
Art können die eingangs genannten Schaltschwierigkeiten .nicht behoben werden, da
die Schraubmuffe dieser bekannten Kupplung mit einem der Kupplungsteile durch eine
überholkupplung in Wirkung steht und mit diesem Kupplungsteil nur dann drehfest
verbunden ist, wenn beide Kupplungsteile gleiche Drehzahl aufweisen.
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Bei der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe handelt es sich jedoch
darum, ein unter Last rotierendes Glied derart abzubremsen, daß @es .in der nichtdrehenden
Stellung ausschließlich durch axiales Verschieben -mit einem feststehenden Glied
farmschlüssig in Eingriff gebracht werden kann.
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Bei der bekannten Zahnkupplung kann, die relative Phasenlage der beiden
Kupplungshälften zum axialen Iueingriffbringen der Zahnkränze .nur durch Tastwirkung
ihrer einseitig abgeschrägten Zahnköpfe unter teilweise gegenseitiger Drehung der
Kupplungshälften hergestellt werden. Stehen beide Kupplungshälften vor dem Einkuppeln
unter Last, so ergeben sich ebenfalls die störenden Geräusche bzw. Materialzerstörungen
beim Kuppeln der Zahnkränze.
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In: der deutschen Patentschrift 639 398 ist ein Umlaufräderwechselgetriebe
der die Erfindung betreffenden Art beschrieben, bei dem das Reaktionsglied mit der
Schaltmuffe ausschließlich durch Kraftschluß ständig in Verbindung steht und . ein
zum Reaktionsglied dmehfestes, jedoch axial verschiebbares Zwischenglied mit der
Schaltmuffe formschlüssig in oder außer Eingriff ,gebracht werden kann. Durch .den
Reibschluß zwischen dem Reaktionsglied und der Schaltmuffe soll ersteres mit dem
zu kuppelnden Gehäuse- bzw. Getriebeglied synchronisiert werden. Hierbei wird zunächst
die Schaltmuffe durch .eine :erste Steheinrichtung mit dem zu kuppelnden Glied formschlüssig
verbunden. Mittels einer zweiten Steheinrichtung wird erst nach Herstellung dieser
Verbindung durch Verschieben des ZwischenglIeddes das Reaktionsglied mit der Schaltmuffe
und damit mit dem zu kuppelnden Glied formschlüssig in Eingriff gebracht.
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Die beiden Steheinrichtungen müssen bewegungsabhängig miteinander
in Wirkung stehen, um die erforderliche Schaltabhängigkeit der Schaltmuffe gegenüber
dem Zwischenglied zu erzielen. Neben dem besonders hohen baulichen Aufwand weist
auch dieses bekannte Umlaufräderwechselgetriebe den Nachteil .auf, daß das unter
Last rotierende Reaktionsglied infolge Schlupfes der kraftschlüssig verbundenen
Teile nicht zwangläufig in eine Stellung gebracht werden kann, in der ausschließlich
durch axiale Bewegung ,eines Schaltgliedes die formschlüssige Verbindung des Reaktionsgliedes
mit einem feststehenden Gehäuseteil hergestellt werden kann. ' Demzufolge treten
auch bei diesem Getriebe die eingangs geschilderten Schaltschwierigkeiten auf.
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In der deutschen Auslegeschrift 1180 627 ist eine Synchronisiervorrichtung
zum Schaltereines Umlaufräd!erwechselgetriebes offenbart, dessen Umlaufräderträger
bei hohem übersetzungsverhältnis mit dem Ringrad verbunden ist und bei niedrigem
übersetzungsverhältnis gegen Drehung festgehalten wird. Für diese spezielle Getriebeausbildung,
bei welcher der Umlaufräderträger das Reaktionsglied bildet, ist charakteristisch,
daß beim Schalten von einem in das andere übersetzungsverhältnis eine Drehrichtungsumkehr
des Reaktionsgliedes auftritt. Diese Drehrichtungsumkehr wird zur Steuerung einer
das Schalten in die niedrige übersetzung beeinflussenden Sperreinrichtung herangezogen.
Das Bekannte aus der letztgenannten Druckschrift konnte für die gemäß der Erfindung
vorgeschlagene Lösung keine Anregung geben.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die abbremsende Wirkung
des Bremsgliedes vorteilhaft verstärkt, wenn der Steigungswinkel des Steilgewindes
- .gemessen in der einem Vorwärtsgang des Fahrzeuges entsprechenden Drehrichtung
der Schaltmuffe - kleiner als 90° ist. Da das Umlaufräderwechselgetriebe fast ausschließlich
bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges geschaltet wird, ist durch den nach der Erfindung
gekennzeichneten Steigungswinkel die Drehrichtung des Bremsgliedes derjenigen der
Schaltmuffe entgegengerichtet, wenn. das Bremsglied in Richtung auf den Anschlag
des Sperringes geschraubt wird. Hierdurch wirkt auf die Schaltmuffe eine ihrem Schwungmoment
entgegengerichtete Umfangskraft .ein, die die Schaltmuffe .in ihre nichtdrehende
Stellung verstärkt abbremst.
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Um ein weiches Abbremsen der Schaltmuffe durch das Bremsglied zu ermöglichen,
liegt das Bremsglied nach einem anderen. Merkmal der Erfindung in der Schaltstellung
der Schaltmuffe für deren Eingriff mit dem zweiten Glied das Umlaufräderwechselgetriebes
unter dem Einfluß einer Federkraft an einem festen Anschlag des Achsgehäuses an.
und steht hierbei mit der Schaltmuffe außer Eingriff. Die auf das Bremsglied einwirkende
Federkraft ist der auf den Anschlag des Sperringes gerichteten Bewegung des Bremsgliedes
entgegengesetzt, so daß die Schaltmuffe weich in ihre nichtdrehende Stellung abgebremst
wird. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das Bremsglied zum formschlüssigen
Eingriff mit den Schaltklauen der Schaltmuffe ausgebildete Bremsklauen aufweisen.
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Um ein stoßfreies »Auffangen« der Schaltmuffe durch das Bremsglied
zu ermöglichen, sind erfindungsgemäß die Bremsklauen des Bremsgliedes und die Schaltklauen
der Schaltmuffe in an .sich bekannter Weise einseitig abgeschrägt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Sperring
als Schraubhülse ausgebildet sein und einen inneren flanschartigen Bund als Anschlag
für das Bremsglied aufweisen. Hierbei kann in den hülsenförmigen Sperring bis an
dessen inneren Bund eine Bremshülse einschraubbar sein. Die Bremshülse weist auf
ihrem dem Bund des Sperringes zugewendeten Ende ebenfalls einen .inneren flanschartigen
Bund auf; wobei .der Bund des Sperringes und der Bund der Bremshülse im wesentlichen
gleiche Innendurchmesser sowie Sperr- bzw. Bremsklauen aufweisen. Um die Bremshülse
nach Umschalten des Um@laufräderwechselgetriebes in den nichtuntersetzten Gang selbsttätig
in ihre durch den festen Anschlag des Achsgehäuses begrenzte Endstellung zu verschieben,
in der sie mit der Schaltmuffe außer Eingriff steht, kann die Bremshülse nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung auf dem ihrem inneren Bund abgewendeten Ende einen
äußeren Bund aufweisen, gegen den sich eine konzentrisch
um den
Sperring angeordnete Schraubendruckfeder abstützt. Als Anschlag für diese Endstellung
der Bremshülse kann das Achsgehäuse auf der der Druckfeder abgewendeten Seite des
äußeren Bundes der Bremshülse einen radialen inneren Ansatz aufweisen, dessen innerer
Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des äußeren Bundes der Bremshülse ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel der Eifindung kann die Bremshülse in
vorteilhafter Weise im axialen Bewegungsbereich ihrer Bremsklauen im Sperring nach
Art eines Gleitlagers geführt sein.
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In den Zeichnungen ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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F i g. 1 stellt einen Teilschnitt durch das Achsgetriebe eines Kraftfahrzeuges
dar, während in F i g. 2 Teile der bei einer anderen Schaltstellung der Schaltmuffe
gezeigt sind; in den F i g. 1 a und 2 a sind Einzelheiten der Abwickelung dargestellt.
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In dem feststehenden Achsgehäuse 10 der nicht näher dargestellten
Antriebsachse eines Kraftfahrzeuges ist ein Gehäuse 12 eines Umlaufrädergetriebes
drehbar gelagert. Das Gehäuse 12 ist mit einem Tellerrad 13 drehfest verbunden,
das von einem Antriebskegelrad 14 angetrieben wird. Das Tellerrad 13 ist innerhalb
.des Gehäuses 12 als Hohlrad 15 des Umlaufrädergetriebes ausgebildet, mit dem Umlaufräder
16 kämmen. Die Umlaufräder 16 stehen im Eingriff mit einem Sonnenrad 17, das mit
einer Schaltmuffe 18 einteilig ausgeführt ist.
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Die Umlaufräder sind mittels Bolzen 19 auf einem Umlaufräderträger
20 drehbar gelagert, der zugleich das Ausgleichgetriebegehäuse des Achsgetriebes
bildet. Im Aus.gleichgetriebegehäuse 20 sind Ausgleichkegelräder 21 drehbar gelagert,
die mit Achswellenkegelrädern 22 im Zahneingriff ;stehen. Die Achswellenkegelräder
22 sind mit Achswellen 23 drehfest verbunden.
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Das Ausgleichgetriebegehäuse 20 weist eine Sperrverzahnung 24 auf,
mit der das Sonnenrad 17 durch Axialvers.chiebung der Schaltmuffe 18 formschlüssig
in Eingriff gebracht werden kann. Zu diesem Zweck wird die Schaltmuffe 18 über eine
angedeutete Schaltgabel 25 betätigt.
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In der in F i g.1 gezeigten Stellung ist das Umlaufrädergetriebe auf
den ins Langsame übersetzenden Gang geschaltet, bei dem das Sonnenrad 17 über die
Schaltmuffe 18 mit einem feststehenden Sperring 26 drehfest verbunden ist. Der Sperring
26 ist mit einem äußeren Zahnkranz 27 versehen, der in :eine Innenverzahnung
28 des Achsgehäuses 10 eingreift.
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Der Sperring 26 weist weiterhin einen als Anschlag für eine Bremshülse
29 ausgebildeten inneren fianschartigen Bund 30 auf, in dem Sperrklauen 31 vorgesehen
sind. In die Sperrklauen 31 greift die Schaltmuffe 18 in der .in F i g. 1 gezeigten
Stellung mit ihren Schaltklauen 32 formschlüssig :ein.
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Die Bremshülse 29 ist über ein Steilgewinde 33, 34 mit dem Sperring
26 schraubbeweglich verbunden und weist einen inneren ilanschartigen Bund 35 auf,
in dem Bremsklauen 36 zum Eingriff mit den Schaltklauen 32 der Schaltmuffe 18 angeordnet
sind.
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Die Bremshülse 29 ist mit einem äußeren flanschartigen Bund 37 versehen,
gegen den sich :eine konzentrisch um den Sperring 26 angeordnete Schrauben:druckfeder
38 abstützt. Die Schraubendruckfeder 38 greift andererseits axial am Zahnkranz 27
des Sperringes 26 an. Der Sperring 26 ist gegen axiale Verschiebung durch einen
Sieherungsring 39 gesichert.
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In der in F i g. 2 gezeigten, durch die Schaltmuffe 18 urbetätigten
Stellung stützt sich die Bremshülse 29 über ihren äußeren Bund 37 an einem radialen
inneren Ansatz 40 des Achsgehäuses 10 ab.
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In der in F i g. 2 mit II angedeuteten Stellung der Schaltmuffe 18
ist das Sonnenrad 17 in die Sperrverzahnung 24 eingeschoben, so daß das Umlaufräde:rgetriebe
gesperrt ist und als einheitlicher Block mit dem Ausgleichgetriebegehäuse umläuft.
Beim Schalten des Umlaufrädergetriebes in den ins Langsame übersetzten Gang wird
die sich zusammen mit dem Ausgleichgetriebegehäuse 20 und dem gesperrten
Umlaufrädergetriebe drehende Schaltmuffe 18 aus ihrer mit II angedeuteten Stellung
in die in F i g. 1 gezeigte festgehaltene Stellung axial verschoben. Durch diese
axiale Bewegung der Sehaltrauffe 18 gelangen ihre Schaltklauen 32 mit der Bremshülse
29 formschlüssig in Eingriff, so daß auf die Schaltmuffe 18 durch das Steilgewinde
33, 34 eine Umfangskraft einwirkt, die der in den F i: g. 1 a und 2 a mit dem Pfeil
III angedeuteten Drehrichtung der Schaltmuffe 18 in einem Vorwärtsgang .des Kraftfahrzeuges
entgegengerichtet ist.
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Dieser auf die Schaltmuffe 18 als Bremskraft einwirkende Krafteinfiuß
der Bremshülse 29 geht aus der F i g. 2 a hervor. Durch den in ,der einem Vorwärtsgang
des Kraftfahrzeuges entsprechenden Drehrichtung III der Schaltmuffe gemessenen spitzen
Steigungswinkel X des Steilgewindes 33, 34 wird der Bremshülse 29 eine der Drehung
des Ausgleichgetri:ebegehäuses 20 entgegengerichtet.e Drehbewegung IV aufgezwungen.
Dieser bremsende Einfluß der Bremshülse 29 wird noch vorteilhaft durch die am Steilgewinde
33, 34 auftretenden Reibungskräfte verstärkt.
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Wenn die Bremshülse 29 mit ihrem als Anschlag ausgebildeten Bund 35
am Bund 30 des Sperringes 26 anliegt (F i g. 1 und 1 a), fluchten die Sperrklauen
31 des Sperringes 26 mit den Bremsklanen 36 der Bremshülse 29, und die Schaltmuffe
18 ist in beschriebener Weise in ihre festgehaltene Stellung gebracht, so daß die
Schaltklauen 32 der Schaltmuffe 18 mühelos in die Sperrklauen 31 des Sperringes
26 eingeschoben werden können.
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Eine weich abbremsende Wirkung der Bremshülse 29 kann weiterhin durch
die axial zwischen Sperrring 26 und Bremshülse 29 angeordnete Schraubendruckfeder
38 erreicht werden.
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Das Ineingriffbringen der Bremsklauen 36 und der Schaltklauen 32 von
der Bremshülse 29 und der Schaltmuffe 18 ist vorteilhaft dadurch .erleichtert, daß
die Brems- und Schaltklauen .einseitig abgeschrägt sind. Im axialen Bewegungsbereich
A ihrer Bremsklauen 36 ist die Bremshülse 29 im Sperring 26 nach Art eines Gleitlagers
geführt, so daß ein Verklemmen der Bremshülse im Sperring vermieden ist.