DE1854842U

DE1854842U - MANUAL GEARBOX WITH FREE WHEEL CLUTCHES, IN PARTICULAR FOR RAIL DRIVE VEHICLES.

Info

Publication number: DE1854842U
Application number: DEV11185U
Authority: DE
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1960-01-13
Filing date: 1960-01-13
Publication date: 1962-07-12

Description

Schaltgetriebe mit Freilaufkupplungen, insbesondere für Schienentriebfahrzeuge Die Neuerung bezieht sich auf ein Schaltgetriebe mit Freilaufkupplungen, vorzugsweise auf ein solches mit vorgeschaltetem Wendegetriebe und insbesondere für Schienentriebfahrzeuge, bei dem das Einrücken der Gänge bei Vorhandensein eines annähernden Synchronzustands zweier Kupplungsteile erfolgt. Gearboxes with overrunning clutches, in particular for rail locomotives The innovation relates to a gearbox with overrunning clutches, preferably on one with an upstream reversing gear and especially for rail locomotives, in which the engagement of the gears in the presence of an approximate synchronous state two coupling parts takes place.

Es ist insbesondere die Aufgabe gestellt, Getriebe schwerer Fahrzeuge im Betrieb zu schalten. Diese Aufgabe liegt beispielsweise dann vor, wenn eine Diesellok im schweren Zugdienst sowohl in der Ebene als auch im Gebirge eingesetzt werden soll, wobei neben den bisherigen Getrieben zur Erzielung verschiedener Anfahrzugkräfte und Endgeschwindigkeiten ein zusätzliches, nachgeschaltetes Zweiganggetriebe vorgesehen wird, dessen Gänge je nach den genannten Betriebserfordernissen, ohne daß die Lok anhält, eingeschaltet werden. Wegen der großen Leistungen und Massen kann aber hier das Schalten der zusätzlichen Gänge mit normalen Reibungsschaltkupplungen oder Synchronisierkegeln während der Fahrt nicht mehr zufriedenstellend beherrscht werden. It is in particular the task of gearboxes for heavy vehicles to switch during operation. This task occurs, for example, when a diesel locomotive be used in heavy train service both on the plains and in the mountains should, in addition to the previous transmissions to achieve various starting tractive forces and top speeds an additional, downstream two-speed gearbox is provided its gears depending on the operational requirements mentioned, without the locomotive stops, be turned on. Because of the great performances and masses, however, it can be here Shifting the additional gears with normal friction clutches or synchronizing cones can no longer be satisfactorily controlled while driving.

Es sind Zweigang-Schaltgetriebe bekannt, bei denen die Gänge über einseitige Freilaufkupplungen eingerückt werden. Die Schaltmuffe dieser Freilaufkupplungen ist mit einem oder zwei Zahnkränzen ausgestattet, die mit den entsprechenden Gegenkränzen an den Losrädern zusammenwirken können, und ist im allgemeinen zwischen den beiden Losrädern angeordnet. In einem Sonderfall ist die Schaltmuffe sogar in zwei Muffen geteilt, die durch eine weitere Muffe so ge- steuert werden, daß sie wie eine einzige wirken. Dabei halten zwei Reihen von Tastorganen (z. B. Klinken) in Mittelstellung der Muffe Fühlung mit beiden Losrädern und bewirken ein Einrücken der Muffe in den Zahnkranz eines Losrad, wenn dieses die Muffe zu überholen sucht, oder in den Zahnkranz des anderen Losrads, wenn die Muffe jenes zu überholen sucht. Die Tastorgane der beiden Reihen wirken also in entgegengesetzten Richtungen.Two-speed manual transmissions are known in which the gears are engaged via one-sided overrunning clutches. The sleeve of these overrunning clutches is equipped with one or two sprockets that can interact with the corresponding counter rims on the idler gears, and is generally between the arranged on both idler gears. In a special case, the shift sleeve is even divided into two sleeves, which are be controlled so that they appear as one. Two rows of sensing elements (e.g. pawls) in the middle position of the sleeve keep contact with both idler gears and cause the sleeve to engage in the ring gear of one idler gear when this tries to overtake the socket, or in the ring gear of the other idler gear, if seeks to overtake the sleeve. The tactile organs of the two rows thus act in opposite directions.

Dieses Getriebe ist jedoch nur für eine einzige Drehrichtung geeignet, und zwar für diejenige, bei der die Muffe aus ihrer Mittellage entweder in das schneller als das andere sich drehende Losrad einrückt, wenn sie das schneller sich drehende Losrad zu überholen sucht, oder in das andere Losrad einrückt, wenn die Muffe von diesem überholt zu werden beginnt. In der anderen Drehrichtung des Getriebes sucht die Muffe, falls sie sich in Mittelstellung befindet, in das die Muffe überholende, schneller als das andere sich drehende Losrad einzurücken. Gleichzeitig versucht aber die Muffe, das andere Losrad zu überholen, und kommt dabei mit diesem in Eingriff. Beide Reihen der Tastorgan kommen somit gleichzeitig in Eingriff ; die Muffe soll von ihrer Mittellage gleichzeitig nach beiden Seiten einrücken. Es tritt daher eine Versperrung ("Verbeißen") an den Tastorganen ein. Da diese lediglich für die Kräfte, die zum Verschieben der Muffe erforderlich sind, und nicht für die zu übertragenden Betriebsdrehmomente ausgelegt sind, können mithin die Tastorgan zerstört werden. However, this gear is only suitable for a single direction of rotation, namely for those in which the socket from its central position either into the faster than the other rotating idler wheel engages when the faster rotating one engages Seeks to overtake idler gear, or engages in the other idler gear when the sleeve of this begins to be overtaken. Look in the other direction of rotation of the gear the sleeve, if it is in the middle position, into which the sleeve overtakes, engage faster than the other rotating idler gear. Tried at the same time but the sleeve to overtake the other idler wheel, and comes into engagement with this. Both rows of the tactile organ thus come into engagement at the same time; the socket should Indent from their central position to both sides at the same time. There is therefore a Blockage ("biting") on the tactile organs. Since these are only for the forces which are required to move the sleeve, and not for those to be transferred Operating torques are designed, the tactile organ can therefore be destroyed.

Es wird nun ein Schaltgetriebe mit mindestens zwei synchronisierbaren Gängen und mit bezüglich der Drehrichtung umkehrbaren, mit einer Leerlaufstellung versehenen, als form-oder kraftschlüssige Kupplungen ausgebildeten und vorzugsweise auf einer einzigen Welle angeordneten Freilauf-Kupplungen, vorgeschlagen, bei dem für jeden synchronisierbaren Gang eine gesonderte derartige Freilaufkupplung vorgesehen wird. Ferner wird eine Steuereinrichtung vorgeschlagen, die bewirkt, daß zum Schalten von einem auf einen anderen dieser synchronisierbaren Gänge erst die Eingangsdrehzahl des Getriebes gesenkt, dann die bisher als einzige in kraftübertragungsfähigem Zustand befindliche Freilaufkupplung aus der Freilaufschaltstellung in die Leerlaufschaltstellung gebracht, daraufhin die dem einzulegenden Gang zugehörige Freilaufkupplung aus der Leerlaufschaltstellung in die der Drehrichtung entsprechende Freilaufschaltstellung gebracht und schließlich die Eingangsdrehzahl erhöht und damit das Einrücken des vorgewählten Ganges herbeigeführt wird. It is now a manual transmission with at least two synchronizable Gears and with reversible with respect to the direction of rotation, with an idle position provided, designed as positive or non-positive couplings and preferably overrunning clutches arranged on a single shaft, proposed in which a separate one-way clutch of this type is provided for each synchronizable gear will. Furthermore, a control device is proposed which has the effect of switching from one to another of these synchronizable gears first the input speed of the gearbox, then the only one that is capable of power transmission so far located overrunning clutch from the freewheel switching position into the idling switching position brought, then the one-way clutch associated with the gear to be engaged from Idle switch position in the freewheel switch position corresponding to the direction of rotation brought and finally the input speed increased and thus the engagement of the preselected Ganges is brought about.

Es sei erläuternd bemerkt, daß unter"Schaltstellung"die Stellung der Betätigungsorgane der Freilaufkupplung verstanden wird, ohne daß in diesem Augenblick dieser Stellung die gewünschte Betriebsart bereits entspricht (Vorwählen). In Sonderheit bedeutet "Freilaufschaltstellung"nicht nur eine Schaltstellung, bei der die Freilaufkupplung später, d. h. nach Ablauf des beschriebenen Schaltverfahrens, in einer bestimmten Drehrichtung einen Freilauf aufweist, sondern eine Schaltstellung mit vorgewählter Kraftübertragung in der anderen (Antriebs-) Drehrichtung. It should be noted that under "switching position" the position the actuators of the overrunning clutch is understood without being at that moment the desired operating mode in this position already corresponds to (preselect). In particular, "freewheel switch position" does not only mean a switch position, at the one-way clutch later, d. H. after the described switching procedure has been completed, has a freewheel in a certain direction of rotation, but a switching position with preselected power transmission in the other (drive) direction of rotation.

Es wird ferner für den Fall, daß das Getriebe in der angegebenen Weise von Hand geschaltet wird, vorgeschlagen, die Schaltenrichtung der umkehrbaren Freilaufkupplungen mit gegenseitigen Blokkierungen, vorzugsweise mechanischer oder elektrischer Art, zu versehen, derart, daß nur jeweils eine einzige Freilaufkupplung kraftübertragungsfähig sein kann. Dabei können die Schalteinrichtungen beispielsweise aus Hebeln bestehen, die eine gegenseitige Sperrung dann bewirken, wenn versucht wird, mehrere Freilaufkupplungen gleichzeitig in Übertragungsschaltstellung zu bringen. Es ist auch eine Einhebelanordnung denkbar, wie sie üblicherweise bei Kraftfahrzeuggetrieben vorhanden ist. Der Schalthebel gibt nur die Möglichkeit, einen einzigen Gang vorzuwählen. It is also given in the event that the transmission is in the Way is switched by hand, suggested the switching direction of the reversible Overrunning clutches with mutual blocking, preferably mechanical or electrical type, to be provided in such a way that only a single one-way clutch can be force-transmitting. The switching devices can, for example consist of levers that cause a mutual locking when attempted is to bring several one-way clutches at the same time in transfer switching position. A single-lever arrangement is also conceivable, as is usually the case with motor vehicle transmissions is available. The gearshift lever only gives you the option of preselecting a single gear.

Umkehrbare Freilaufkupplungen sind als Kupplungen mit Zahnklauenkränzen und Klinken (z. B. DP 857 162) und als Lamellen-Reibungskupplungen an sich bereits bekannt. Sie gestatten wahlweise Freilauf in der einen oder anderen Richtung und normalerweise außerdem Leerlauf und starre Verbindung der Kupplungshälfte in beiden Richtungen. Sind nun diese Freilaufkupplungen gemäß der Neuerung in der gleichen Anzahl in einem Schaltgetriebe eingebaut, wie synchronisierbare Gänge vorhanden sind, so können bei entsprechender Schaltweise diese Möglichkeiten der Freilaufkupplungen auf sämtliche Gänge ausgedehnt werden, so daß nun für jeden Gang folgende Betriebszustände möglich sind : 1. Kraftübertragung in der einen Richtung, Freilauf in der anderen, 2. Kraftübertragung in der anderen Richtung, Freilauf in der einen, 3. Leerlauf in beiden Richtungen und 4. starre Verbindung in beiden Richtungen. Reversible one-way clutches are available as clutches with toothed claw rings and pawls (e.g. DP 857 162) and as multi-plate friction clutches in and of themselves known. They allow alternatively free running in one or the other direction and usually also idling and rigid connection of the coupling half in both Directions. Are now these overrunning clutches according to the innovation in the same Number built into a manual transmission, such as synchronizable gears available are, with the appropriate switching method, these possibilities of the overrunning clutches can be extended to all gears, so that the following operating states are now for each gear The following are possible: 1. Power transmission in one direction, freewheeling in the other, 2. Power transmission in the other direction, freewheeling in one direction, 3. Idling in both directions and 4. rigid connection in both directions.

Mit Hilfe der Anordnung und Schaltung der umkehrbaren Freilaufkupplungen nach der Neuerung ist es möglich, auch bei großen Leistungen und Massen ein Umschalten von einem Gang auf einen anderen in beidenßehrichtungen zunächst überhaupt zu bewerkstelligen und darüber hinaus sicher, d. h. ohne die Gefahr eines "Verbeißens", und praktisch stoßfrei zu gestalten. With the help of the arrangement and switching of the reversible overrunning clutches according to the innovation, it is possible to switch from one gear to another in both directions, even with large powers and masses, and, moreover, safely, ie without the risk of one "Biting", and designed to be practically shock-free.

Es ist ferner nun ohne weiteres möglich, daß ein erforderliches Wendegetriebe dem Schaltgetriebe nach der Neuerung vorgeschaltet wird, da das Schaltgetriebe für beide Drehrichtungen schaltbar ist. Diese Anordnung ist deshalb besonders vorteilhaft, weil die Möglichkeit eines Freilaufs zwischen Treibachsen und Motor nun am letzten Glied des Gesamtgetriebes gegeben ist. It is also now easily possible that a required reversing gear the gearbox is connected upstream according to the innovation, since the gearbox for both directions of rotation can be switched. This arrangement is therefore particularly advantageous because the possibility of a freewheel between the driving axles and the motor is now the last Member of the overall transmission is given.

Besteht z. B. ein Fahrzeugantrieb aus mehreren Motor-und Getriebeaggregaten, ist das Ab-und Zuschalten von einzelnen Aggregaten während der Fahrt ohne weiteres möglich. Auch bei einer Schiebelok mit Verbrennungsmotor, die nach dem Schieben eines Zuges (Bergfahrt) bis zur nächsten Station geschleppt wird, kann der Antrieb während der Fahrt abgekuppelt werden. Ferner kann das Wendegetriebe unter Umständen leichter gebaut werden ; dann nämlich, wenn das Freilaufgetriebe eine Übersetzung ins Langsame aufweist. Nicht zuletzt ist eine Freizügigkeit in der Anwendung des Freilaufgetriebes dadurch gegeben, daß bestehende Getriebekonstruktionen mit eingebautem oder nachgeschaltetem Wendegetriebe nun verwendet werden können, indem nämlich das Freilaufgetriebe als letzter Getriebeteil vorgesehen wird.Is there e.g. B. a vehicle drive consisting of several engine and transmission units, it is easy to switch individual units on and off while driving possible. Even with a push locomotive with a combustion engine, the one after pushing of a train (ascent) is towed to the next station, the drive can be uncoupled while driving. Furthermore, the reversing gear can under certain circumstances to be built more easily; namely when the freewheel gear is a translation has slowed down. Last but not least, freedom of movement in the application of the Freewheel given by the fact that existing gear designs with built-in or downstream reversing gear can now be used by namely the Freewheel gear is provided as the last gear part.

Soll nun etwa vom ersten in den zweiten Gang geschaltet werden, so setzt man die Antriebsdrehzahl herab, löst die Freilaufkupplung- beispielsweise eine solche mit Klinken-für den ersten Gang aus dem kraftübertragungsfähigen Schaltzustand (= Vorwählen des Leerlauf), wählt danach die Kupplung für den zweiten Gang aus der Leerlaufschaltstellung in die entsprechende Ubertragungsschaltstellung (Freilaufschaltstellung) vor und beschleunigt den Antreb wieder. In dem Augenblick, in dem die Muffe (Eingangswelle) das mit dem auslaufenden Abtrieb weiterlaufende Losrad des zweiten Ganges überholt, erfolgt eine Verschiebung der Muffe des zweiten Ganges derart, daß der Kraftfluß zwischen Antrebs-und Abtriebswelle wiederhergestellt ist. Ist im zweiten Gang keine Freilaufwirkung erwünscht, so kannwie es auch beim ersten Gang möglich ist-die Kupplung gesperrt werden, so daß eine starre Verbindung nach beiden Seiten hergestellt ist. Vor dem nächsten Schaltvorgang muß dann die Sperre wieder gelöst werden.If you want to shift from first to second gear, you reduce the drive speed and release the overrunning clutch. for example one with pawls for first gear from the switching state capable of power transmission (= preselecting idling), then selects the clutch for the second gear from the idle shift position into the corresponding transmission shift position (freewheel shift position) and accelerates the drive again. At the moment when the sleeve (input shaft) overtakes the idler gear of the second gear, which continues to run with the expiring output, the sleeve of the second gear is shifted in such a way that the power flow between the drive shaft and the output shaft is restored. If no freewheeling effect is desired in second gear, the clutch can be locked, as is also possible in first gear, so that a rigid connection is established on both sides. The lock must then be released again before the next switching process.

Das Zurückschalten auf den ersten Gang oder das Weiterschalten auf einen dritten Gang vollzieht sich wiederum so, daß erst die Antriebsdrehzahl gesenkt wird, dann hintereinander die entsprechenden Kupplungen vorgewählt werden und daß nun beim Uiederbeschleunigen des Motors der gewünschte Gang selbsttätig einrückt. Daß erst der augenblickliche kraftübertragungsfähtige Schalt- zustand (Gang) aufgehoben und erst dann der neue Schaltzustand (neuer Gang) herbeigeführt wird, ist für einen einwandfreien Schaltablauf erforderlich ; denn nur so wird ein"Verbeißen"unter allen Umständen vermieden. Das"Verbeißen"tritt-wie bereits beschrieben-bei Vorhandensein von mindestens zwei einseitig wirkenden Freilaufkupplungen auf. Wird nun eine umkehrbare Freilaufkupplung für einen Gangwechsel vorgewählt, ist sie zumindest in diesem Augenblick zu einer einseitigen Freilaufkupplung geworden.Shifting back to first gear or shifting further to third gear takes place in such a way that first the drive speed is reduced, then the corresponding clutches are preselected one after the other and that the desired gear is automatically engaged when the engine is accelerated again. That only the momentary power-transmitting switching state (gear) is canceled and only then the new shift state (new gear) is brought about, is necessary for a smooth shifting process; because this is the only way to avoid "biting" under all circumstances. As already described, "biting" occurs when at least two one-way clutches are present. If a reversible one-way clutch is now preselected for a gear change, at least at this moment it has become a one-way one-way clutch.

Die sich bisher in kraftübertragungsfähigem Zustand befindliche andere Kupplung ist beim Schaltvorgang ebenso als einseitige Freilaufkupplung wirksam, so daß diese beiden einseitig wirkenden Freilaufkupplungen ein "Verbeißen" ermöglichen, wenn sie gleichzeitig vorgewählt sind. Es ist daher erforderlich, daß das Vorwählen der Kupplungen nacheinander erfolgt.The other that was previously in a force-transmitting state During the shifting process, the clutch is also effective as a one-sided overrunning clutch, so that these two one-way clutches enable a "bite", if they are selected at the same time. It is therefore necessary that the preselection of the clutches takes place one after the other.

Die Durchlaufüberholkupplungen werden deshalb zweckmäßigerweise auf einer einzigen Welle, zB. der Antriebswelle angeordnet, also nebeneinander, jeweils in Verbindung mit dem entsprechenden Gegenrad, das als Losrad ausgebildet ist, weil diese Anordnung eine besonders vorteilhafte Getriebeausbildung ergibt. The pass-through overrunning clutches are therefore expediently on a single wave, e.g. the drive shaft arranged, so side by side, each in connection with the corresponding mating gear, which is designed as a loose gear, because this arrangement results in a particularly advantageous transmission design.

In den Zeichnungen ist die Neuerung an zwei Beispielen dargestellt. In the drawings, the innovation is shown in two examples.

In Fig. 1 ist ein Zweiganggetriebe mit Klinkenüberholkupplungen gezeigt, und in Fig. 2 ein zugehöriger Schnitt nach C-C, Fig. 3 zeigt ein Zweiganggetriebe mit Lamellenüberholkupplungen. In Fig. 1 a two-speed transmission with ratchet overrunning clutches is shown, and in Fig. 2 an associated section according to C-C, Fig. 3 shows a two-speed transmission with multi-disc overrunning clutches.

In Fig. 1 ist die vom Motor angetriebene Welle mit 1 bezeichnet. Konzentrisch zu dieser Welle sind in einem mehrteiligen Gehäuse 2 die beiden Losräder 3 und 4 gelagert, die den Abtrieb darstellen und beispielsweise die Drehbewegung über zwei Festräder auf eine nicht dargestellte Welle übertragen. In den Nabenbohrungen tragen die Losräder je eine Kuppelverzahnung 5 bzw. 6, in die je eine entsprechende Gegenverzahnung 7 bzw. 8 der Kupplungsmuffe 9 bzw. 10 eingreifen kann. Die Muffen 9 und 10 besitzen in ihren Mittelbohrungen rechtsgängiges Steilgewinde, mit dem sie auf einem in die Welle 1 eingeschnittenen entsprechenden Steilgewinde 11 schraubenförmige Bewegungen gegenüber der Welle ausführen können. In Fig. 1, the shaft driven by the motor is denoted by 1. The two idler gears are concentric to this shaft in a multi-part housing 2 3 and 4 stored, which represent the output and, for example, the rotary movement transmitted via two fixed gears to a shaft, not shown. In the hub bores the idler gears each have a coupling toothing 5 or 6, in each of which a corresponding one Counter-toothing 7 or 8 of the coupling sleeve 9 or 10 can engage. The sleeves 9 and 10 have right-hand helical threads in their central bores, with the they are helical on a corresponding coarse thread 11 cut into the shaft 1 Can perform movements with respect to the shaft.

Die Bewegung der Muffen 9 und 10 wird begrenzt durch die Anschläge 12 und 13, bz. 14 und 15 oder durch einen der Spreizringe 16 und 17 bzw. 18 und 19, sofern dieselben durch Spreizung in die Bahn der jeweiligen Muffe gebracht sind. Die Spreizung der Ringe selbst erfolgt durch radial verstellbare Stifte 20 bis 23, die von zwei in einer axialen Bohrung der Welle 1 ineinanderlaufenden Nockenstangen 24 und 25 betätigt werden können. Die Spreizringe 16 bis 19 sind so angeordnet, daß die Muffe beim Anschlag an einen derselben mit ihrer Kuppelverzahnung 7 bzw. 8 gerade im Eingriff mit der entsprechenden Gegenverzahnung 5 bzw. 6 steht. The movement of the sleeves 9 and 10 is limited by the stops 12 and 13, or 14 and 15 or by one of the expanding rings 16 and 17 or 18 and 19, provided that they are brought into the path of the respective socket by spreading. The rings themselves are spread by means of radially adjustable pins 20 to 23, that of two cam rods running into one another in an axial bore in shaft 1 24 and 25 can be operated. The expansion rings 16 to 19 are arranged in such a way that that the sleeve when it hits one of the same with its coupling teeth 7 or 8 is currently in engagement with the corresponding counter-toothing 5 or 6.

In den Endlagen der Muffen kommt jeweils einer der Klinkensätze 26 oder 27 bzw. 28 oder 29 in ratschenden Eingriff mit der Kuppelverzahnung 5 bzw. 6. Die Klinken sind jeweils so angeordnet, daß sie bei Druck auf ihre vordere Fläche (Nase), die in Fig. 1 bei 26 und 28 als zum Beschauer zeigend dargestellt ist, der Muffe 9 bzw. 10 eine solche Drehbewegung geben, daß sie sich auf dem Steilgewinde verschiebt. War der entsprechende Spreizring 16 bis 19 vorher in die Muffenbahn gebracht, so ist die Bewegung der Muffen in Eingriffslage der Verzahnungen beendet, und es kann ein Moment in der betreffenden Richtung übertragen werden. Befindet sich kein Spreizring in der Muffenbahn, so läuft die Muffe infolge des Druckes der Verzahnung 5 bzw. 6 auf die Verzahnung 7 bzw. 8 weiter, bis der andere Klinkensatz der gleichen Muffe (27 bzw. 29) in ratschendem Eingriff mit der Gegenverzahnung 5 bzw. 6 und die Verzahnung 7 bzw. 8 auf der anderen Seite der Verzahnung 5 bzw. 6 wieder außer Eingriff kommt. One of the sets of pawls 26 comes into the end positions of the sleeves or 27 or 28 or 29 in ratcheting engagement with the coupling teeth 5 or 6. The pawls are each arranged so that they press on their front surface (Nose), shown in Fig. 1 at 26 and 28 as pointing to the viewer, the Socket 9 or 10 give such a rotary movement that they are on the high helix thread shifts. Was the corresponding expansion ring 16 to 19 previously in the sleeve track brought, the movement of the sleeves in the meshing position of the teeth is ended, and a moment can be transmitted in the relevant direction. Located If there is no expansion ring in the sleeve track, the sleeve runs as a result of the pressure of the Tooth 5 or 6 on the tooth 7 or 8 further until the other pawl set the same sleeve (27 or 29) in ratcheting engagement with the mating teeth 5 or 6 and the toothing 7 or 8 on the other side of the toothing 5 or 6 comes out of engagement again.

Die Nockenstangen 24 und 25 besitzen am Außendurchmesser Aussparungen 30 Und 31 mit Auflauframpe, die die Stifte 20 bis 23 bei Verschieben der Nockenstangen betätigen. Die Nockenstangen sind gegenüber der Welle 1 nur verschiebbar, nicht jedoch drehbar, da Keile 32 und 33 dies verhindern. An den freien Enden der Nockenstangen 24 und 25 sind Schaltringe 34 und 35 angebracht, die von den Schalthebeln 36 und 37 betätigt werden. Der besseren Übersicht wegen sind Einrastungen an den Schalthebeln nicht dargestellt. Die Einrastungen bewirken, daß die Schalthebel in der vorgewählten Stellung verbleiben. The cam rods 24 and 25 have recesses on the outer diameter 30 and 31 with ramp, which the pins 20 to 23 when moving the cam rods actuate. The cam rods are only displaceable relative to the shaft 1, not however rotatable, as wedges 32 and 33 prevent this. At the free ends of the cam rods 24 and 25 are shift rings 34 and 35 attached to the shift levers 36 and 37 are operated. For a better overview there are latches on the shift levers not shown. The latches cause the gear lever to be in the preselected Remain in position.

Aus Fig. 2 ist die Anordnung der Klinken ersichtlich. Ein gemeinsamer Bolzen 38 trägt die Klinken 26 und 27 und entsprechend 28 und 29 (Fig. 1), die jeweils entgegengesetzt gerichtet sind und durch Federn 39 und 40 mit ihrer Nase nach außen gedrückt werden. From Fig. 2, the arrangement of the pawls can be seen. A common one Bolt 38 carries the pawls 26 and 27 and correspondingly 28 and 29 (Fig. 1), respectively are directed in opposite directions and by springs 39 and 40 with their nose outwards be pressed.

In Fig. 1 sind demnach zwei umkehrbare, formschlüssige Freilaufkupplungen 1, 11 mit Zahnklauenkränzen (5,7 bzw. 6,8) und Klingen (26,27 bzw. 28, 29) dargestellt, deren Muffen (9, 10) verschieblich sind. Die Lage der Muffen richtet sich nach der Begrenzung für die Verschiebung der Muffen in Form von Spreizringen und nach der Drehrichtung. Statt der Spreizringe können auch andere Sperrorgan, wie radial betätigte Bolzen, Klauengesperre oder dgl., und statt der Klinkesfreilaufkupplungen auch an sich bekannte Freilaufkupplungen mit abgeschrägten Klauen verwendet werden, oder die Muffe kann durch ein besonderes Hilfsglied gesteuert werden. In Fig. 1 there are accordingly two reversible, form-fitting overrunning clutches 1, 11 shown with toothed claw rings (5.7 and 6.8) and blades (26.27 and 28, 29), whose sleeves (9, 10) are displaceable. The position of the sleeves depends on the Limitation for the displacement of the sleeves in the form of expansion rings and after the Direction of rotation. Instead of the expanding rings, other locking devices, such as radially actuated ones, can also be used Bolts, claw locks or the like. And instead of the pawl freewheel clutches also on known one-way clutches with beveled claws are used, or the sleeve can be controlled by a special auxiliary link.

Im folgenden seien anhand der Fig. 1 und 2 einige Schaltungen des Getriebes beschrieben. In the following are some circuits of the with reference to FIGS. 1 and 2 Transmission described.

Die Welle 1 laufe in Drehrichtung A ; es sei der 1. Gang eingelegt, d. h. die Kraftübertragung erfolge von der Welle 1 über die Muffe 10, die Verzahnungen 6 und 8 auf das Losrad 4. The shaft 1 runs in the direction of rotation A; first gear is engaged, d. H. the power transmission takes place from the shaft 1 via the sleeve 10, the teeth 6 and 8 on idler gear 4.

Der Hebel 36 ist so eingestellt, daß die Muffe 10 gegen den hochgestellten Spreizring 18 drückt und die Verzahnungen 6 und 8 also miteinander in Eingriff sind. Alle anderen Spreizringe (16, 17, 19) sind nicht betätigt. Die Muffe 9 ist dabei ganz nach links verschoben und liegt am Endanschlag 12 an, wobei sich die Klinken 27 in ratschendem Eingriff befinden, da das Rad 3 gemäß der Zahnradübersetzungen langsamer als Rad 4 und damit langsamer als die Welle 1 läuft.The lever 36 is adjusted so that the sleeve 10 against the raised The expansion ring 18 presses and the teeth 6 and 8 are therefore in engagement with one another. All other expansion rings (16, 17, 19) are not actuated. The sleeve 9 is included quite shifted to the left and rests on the end stop 12, wherein the pawls 27 are in ratcheting engagement, since the wheel 3 according to the gear ratios runs slower than bike 4 and therefore slower than shaft 1.

Wird die Antriebsdrehzahl herabgesetzt, während die Abtriebsdrehzahl infolge der Trägheit der getriebenen Massen zunächst praktisch unverändert bleibt, oder erhöht sich die Abtriebsdrehzahl (z. B. bei Talfahrt), so wird sich die Muffe 10 nach rechts bewegen bis gegen den Anschlag 15 und zum Ratscheingriff der Klinken 28, also in Freilaufstellung gehen. Wird dann die Antriebsdrehzahl wieder gesteigert, so rückt die Muffe 10 wieder nach links, und der Antrieb wird wieder aufgenommene Die Muffe 9 wird während dieses Prozesses ihre linke Endlage nicht verändern, solange die Antriebsdrehzahl nicht unter die des Rades 3 absinkt. The input speed is reduced while the output speed initially remains practically unchanged due to the inertia of the driven masses, or if the output speed increases (e.g. when driving downhill), the sleeve will Move 10 to the right up to the stop 15 and the ratchet engagement of the pawls 28, so go in free-running position. If the drive speed is then increased again, the sleeve 10 moves to the left again and the drive is resumed The sleeve 9 will not change its left end position during this process as long as it is the drive speed does not drop below that of wheel 3.

Sinkt die Antriebsdrehzahl. unter die des Rades 3, bzw. steigt die Drehzahl des Rades 3 über die der Welle 1 an, so läuft neben der Muffe 10 auch die Muffe 9 nacn rechts und beide Muffen befinden sich in ratschendem Eingriff. Zieht man jetzt-bei derart herabgesetzte Antriebsdrehzahl-den Spreizring 18 ein. und spreizt den Spreizring 16 in die Bahn der Muffe 9, so läuft beim Wiederbeschleunigen des Antriebs, bzw. beim Abfall der Abtriebsdrehzahl die Muffe 9 nach links, sobald die Antriebsdrehzahl die des Rades 3 zu übersteigen sucht. Durch den Spreizring 16 wird die Bewegung der Muffe 9 in der Eingriffslage der Verzahnungen 5/7 beendet, und erfolgt die Mitnahme des Rades 3 ; der 2. Gang ist wirksam. Die Muffe 10 bleibt während des Betriebes im 2. Gang in der gezeichneten Ausgangslage und ratscht, da das Rad 4 die muffe 10 überholt. Bei Verzögerung des Antriebs und zunächst weiterlaufendem Abtrieb bzw. bei erhöhter Abtriebsdrehzahl bewegt sich die Muffe 9 nach rechts in die Freilaufstellung am Endanschlag 13. Beim Wiederbeschleunigen geht sie umgekehrt wieder in Eingriff. Die Muffe 10 verbleibt in ihrer rechten Lage. Zieht man vor dem Wiederbeschleunigen des Antriebs den Spreizring 16 ein, so kann die Muffe 9 über die Eingriffsstellung hinaus zum Anschlag 12 durchlaufene beschleunigt man, bis die Welle 1 auch das Rad 4 überholt, so drückt die Muffe 10 jetzt gegen den bereitgestellten Spreizring 18. Damit ist wieder der 1. Gang eingeschaltet.The drive speed drops. below that of the wheel 3, or the speed of the wheel 3 increases above that of the shaft 1, then in addition to the sleeve 10, the sleeve 9 runs to the right and both sleeves are in ratcheting engagement. If the expanding ring 18 is now drawn in with the drive speed reduced in this way. and if the expansion ring 16 spreads into the path of the sleeve 9, then when the drive accelerates again or when the output speed drops, the sleeve 9 moves to the left as soon as the drive speed tries to exceed that of the wheel 3. The expansion ring 16 terminates the movement of the sleeve 9 in the engagement position of the toothings 5/7, and the wheel 3 is entrained; 2nd gear is effective. The sleeve 10 remains in 2nd gear during operation in the initial position shown and ratchets, since the wheel 4 the socket 10 overhauled. When the drive is decelerating and initially continuing Output or at increased output speed, the sleeve 9 moves to the right into the free-wheeling position at the end stop 13. When accelerating again, it engages conversely again. The sleeve 10 remains in its right position. If the expansion ring 16 is drawn in before the drive is accelerated again, the sleeve 9 can be accelerated beyond the engaged position to the stop 12, and if the shaft 1 also overtakes the wheel 4, the sleeve 10 now presses against the expansion ring 18 provided. This means that 1st gear is switched on again.

Soll der Freilauf bei einem der beiden Gänge gesperrt werden, so ist an der im Eingriff befindlichen Muffe auch noch der zweite Spreizring zu betätigen. Wird beispielsweise die Muffe 9 durch den Spreizring 16 gehalten, so muß auch noch der Spreizring 17 gespreizt werden, damit eine starre Kupplung zwischen An-und Abtrieb besteht. If the freewheel is to be blocked in one of the two gears, so the second expansion ring must also be actuated on the sleeve that is in engagement. If, for example, the sleeve 9 is held by the expanding ring 16, it must also the expanding ring 17 can be expanded so that a rigid coupling between input and output consists.

Für die Drehrichtung B gilt alles entsprechend, wenn die Bewegung der Muffen umgekehrt und die Bezifferung entsprechend den Muffen vertauscht wird. For the direction of rotation B everything applies accordingly if the movement the sleeves are reversed and the numbering is reversed according to the sleeves.

Da eine Muffe bei eingezogenen zugehörigen Spreizringen kein Moment übertragen kann, ist ein"Festbeißen"des Getriebes unmöglich, wenn man darauf achtet, daß jeweils nur an einer einzigen Muffe ein oder zwei Spreizringe betätigt werden können. Since a sleeve does not have a moment when the associated expansion rings are retracted transmission, it is impossible for the transmission to "bite" if one takes care to that only one or two expanding rings are operated on a single sleeve can.

In Fig. 3 ist ein Zweiganggetriebe mit umkehrbaren Reibungsüberholkupplungen III, IV dargestellt. Es werde die in den Lagern 102 und 103 gelagerte Welle 101 angetrieben. Die beiden Abtriebsräder 104 und 105 sind an dem umlaufenden Gehäuse 106 bzw 107 befestigt, die in den Lagerstellen 108 bis 111 auf Welle 101 gelagert sind. Die Abtriebsräder 104 und 105 greifen beispielsweise in zwei nicht dargestellte Räder ein, die fest auf einer Welle sitzen. Die Welle 101 hat rechts und links von der Mitte rechtsgängiges Steilgewinde 112,112a, das jeweils in der Mitte abgetrennt ist durch einen geteilten Ring 113,113a. Auf dem Steilgewinde bewegen sich in schraubenförmigen Relativbewegungen zur Welle 101 die Innenlamellenträger 114 bis 117. Die Bewegungen der Innenlamellenträger werden durch die Anschläge 118 bis 125 begrenzt. Außerdem werden die Innenlamellenträger durch die Federn 126 bis 129, die sich entweder gegen den mittleren Absatz der Welle 101 oder gegen die Ringe 130 und 131 abstützen, gegen die Ringe 113, 113a, gedrückt. Die Innenlamellenträger tragen am Außendurchmesser eine Verzahnung 132, in die die Innenlamellen 133 eingreifen. Ringe 134a bis d sind fest mit den Innenlamellenträgern 114 bis 117 verbunden und dienen zur Aufnahme des Lamellendrucks. Außenlamellen 136 sind am Außendurchmesser verzahnt und greifen in entsprechende Zähne 137 der umlaufenden Gehäuse 106 und 107 ein. Zwischenstücke 135,135a sind in den Gehäusen 106 und 107 geführt und bilden je eine verdickte Außenlamelle zur Überbrückung der während des Arbeitsspiels auftretenden Lücke. zwischen den Innenlamellenträgern. Schaltringe 138 bis 141 können voneinander unabhängig axial zur Welle 101 bewegt werden und drücken dabei Innen-und Außenlamellen über die Ringe 134a bis d und Innenlamellenträger 114 bis 117 gegen die Federn 126 bis 129, so daß eine geringe Reibung zwischen den Lamellen erzeugt wird. In Fig. 3 is a two-speed transmission with reversible friction overrunning clutches III, IV shown. It becomes the shaft 101 supported in bearings 102 and 103 driven. The two output gears 104 and 105 are on the rotating housing 106 or 107, which are mounted on shaft 101 in bearings 108 to 111 are. The output gears 104 and 105 engage, for example, in two not shown Wheels that sit firmly on a shaft. The shaft 101 has to the right and left of the middle right-hand high helix thread 112,112a, each separated in the middle is by a split ring 113,113a. On the high helix thread move in helical Movements relative to the shaft 101, the inner disk carriers 114 to 117. The movements the inner disk carriers are limited by stops 118 to 125. aside from that are the inner disc carrier by the springs 126 to 129, which are either against support the middle shoulder of the shaft 101 or against the rings 130 and 131, against the rings 113, 113a pressed. The inner disk carriers wear on the outside diameter a toothing 132 into which the inner disks 133 engage. Rings 134a through d are firmly connected to the inner disk carriers 114 to 117 and are used for recording the lamella pressure. Outer disks 136 are toothed on the outer diameter and grip into corresponding teeth 137 of the rotating housings 106 and 107. Intermediate pieces 135, 135a are guided in the housings 106 and 107 and each form a thickened outer lamella to bridge the gap that occurs during the work cycle. between Inner disc carriers. Switching rings 138 to 141 can from each other are moved independently axially to the shaft 101 and thereby press inner and outer disks Via the rings 134a to d and inner disk carriers 114 to 117 against the springs 126 to 129, so that little friction is generated between the lamellas.

Die Schaltringe machen die Drehbewegung der Gehäuse 106 und 107 mit. Die axiale Verschiebung der Schaltringe 138 und 141 geschieht über die Schalthebel 142 und 145, die axiale Verschiebung der Schaltringe 139 und 140 erfolgt über die Stangen 146, 146a, die in den Schaltringen 138 und 141 geführt werden, und über die Schalthebel 143 und 144. Die Schalthebel 142 bis 145 sind mit je drei hier nicht dargestellten Einrastungen versehen, die die Hebel in der von Hand betätigten Stellung halten.The switching rings take part in the rotary movement of the housings 106 and 107. The shift rings 138 and 141 are shifted axially via the shift lever 142 and 145, the axial displacement of the switching rings 139 and 140 takes place via the Rods 146, 146a, which are guided in the switching rings 138 and 141, and over the shift levers 143 and 144. The shift levers 142 to 145 are not here with three each provided latches shown that the lever in the manually operated position keep.

Nachstehend sei die Funktion des Getriebes erklärt. The function of the transmission is explained below.

In der gezeichneten Stellung der Schalthebel 142 bis 145 ist für beide Gänge Leerlauf vorhanden. Die Innenlamellenträger 114 bis 117 werden bei Antrieb der Welle 101 in beiden Richtengen durch die nur lose nebeneinanderliegenden Lamellen 133 und 136 an der Drehbewegung mit der Welle 101 nicht gehindert, verschrauben sich demnach auch nicht in axialer Richtung. Die Federn 126 bis 129 drücken die Innenlamellenträger gegen die Anschläge 119, 120,123,124 der Ringe 113, 113a. In the position shown, the shift lever 142 to 145 is for both gears idle available. The inner disk carriers 114 to 117 are driven of the shaft 101 in both directions through the only loosely adjacent slats 133 and 136 are not prevented from rotating with the shaft 101, screw them together therefore also not in the axial direction. The springs 126 to 129 press the Inner disk carrier against the stops 119, 120, 123, 124 of the rings 113, 113a.

Nun erfolge der Antrieb in Drehrichtung A. Zum Einschalten des 1. Ganges werden die Schalthebel 144 und 145 so umgelegt, daß die Schaltringe 140 und 141 nach rechts verschoben werden. The drive is now in direction of rotation A. To switch on the 1st Ganges, the shift levers 144 and 145 are turned over so that the shift rings 140 and 141 to be shifted to the right.

Dabei drückt der Schaltring 140 so auf beide Lamellenpakete, daß die Lamellen gegen den Ring 134d zur Anlage kommen. Der Ring 134d, der mit dem Innenlamellenträger 117 fest verbunden ist, wird durch die Feder 129 nach links gedrückt. Das nun erzeugte geringe Reibmoment in der Kupplung IV versucht, den Innenlamellenträger 117 bezüglich der Drehbewegung gegenüber der Welle 101 zurückzuhalten, bewirkt über das Steilgewinde 112a eine axiale Verschiebung und übt damit einen weiteren Druck des Innenlamellenträgers 117 über den Ring 134d nach links auf die Lamellen aus, wodurch das Reibmoment der Kupplung IV erhöht wird.The switching ring 140 presses on both disk packs so that the Lamellae come to rest against the ring 134d. The ring 134d, the one with the inner disk carrier 117 is firmly connected, is pressed by the spring 129 to the left. That now generated low frictional torque in clutch IV tries to relate to inner disk carrier 117 to hold back the rotational movement with respect to the shaft 101, effected via the coarse thread 112a an axial displacement and thus exerts a further pressure on the inner disk carrier 117 over the ring 134d to the left on the slats, whereby the frictional torque of the Clutch IV is increased.

Das Steilgewinde 112, 112a ist so bemessen, daß durch das von der Kupplung übertragene Drehmoment eine axiale Anpreßkraft auf die Lamellen bewirkt wird, die ausreicht, um mit der Kupplung dieses Drehmoment schlupffrei zu übertragen (Selbsthemmung).The coarse thread 112, 112a is dimensioned so that by the Coupling transmitted torque causes an axial contact pressure on the disks that is sufficient to transmit this torque with the clutch without slipping (Self-locking).

Sinkt nun die Drehzahl des Antriebes oder erhöht sich die Drehzahl des Abtriebs, schraubt sich der Innenlamellenträger 117 nach rechts. Dadurch wird der Druck auf das Lamellenpaket verringert ; ein Drehmoment wird nur noch in der Große der Restreibung infolge der Kraft der Feder 129 übertragen, d. h. es ist Freilauf vorhanden. Steigt die Antriebsdrehzahl wieder, bzw. fällt die Abtriebsdrehzahl, wird der Innenlamellenträger 117 mit Unterstützung der Federn 129 wieder nach links verschoben, die Lamellen werden einerseits vom Schaltring 140, andererseits vom Ring 134 d zusammengepreßt und übertragen die Kraft. If the speed of the drive falls or the speed increases of the output, the inner disk carrier 117 screws itself to the right. This will the pressure on the plate pack is reduced; a torque is only available in the Large of the residual friction due to the force of the spring 129 transferred, d. H. it is free running available. If the input speed increases again or the output speed drops, the inner disk carrier 117 is back to the left with the support of the springs 129 shifted, the slats are on the one hand by the switching ring 140, on the other hand by Ring 134 d pressed together and transmit the force.

Soll im 1. Gang der Freilauf unwirksam werden, wird außerdem über den Hebel 145 der Schaltring 141 in die linke Endstellung gebracht. In diesem Fall sind die Lamellen durch beide Schaltringe 140. 141 kraftschlüssig zur Anlage gebracht, so daß zwischen der Welle 101 und dem Stirnrad 105 eine kraftschlüssige Verbindung für alle Drehzahlen und Drehrichtungen vorhanden ist. If the freewheel is to be ineffective in 1st gear, also over brought the lever 145 of the switching ring 141 into the left end position. In this case the lamellae are brought into contact with a force fit by both switching rings 140, 141, so that between the shaft 101 and the spur gear 105 a force-fit connection is available for all speeds and directions of rotation.

Bei Übergang vom freilaufgesohalteten 1. Gang zum 2. Gang wird die Antriebsdrehzahl abgesenkt ; in der rechten Kupplung stellt sich, Freilauf ein. Die Hebel 144, 14, werden in die Leerlaufstellung gebracht (wie in Fig. 3 gezeichnet), sodann die Hebel 142, 143 so umgelegt, daß die Schaltringe 138,139 nach rechts verschoben werden. Daraufhin läßt man die Antriebsdrehzahl stei- gen. Etwa im Synchronpunkt von Welle 101 und Stirnrad 104 rückt ein. nun der 2. Gang Das für die rechte Kupplung oben Gesagte gilt nun in. entsprechender Weise für die linke Kupplung.When changing from 1st gear, which is kept freewheeling, to 2nd gear, the drive speed is reduced; freewheel occurs in the right clutch. The levers 144, 14 are brought into the idle position (as shown in FIG. 3), then the levers 142, 143 are turned over so that the switching rings 138, 139 are shifted to the right. The drive speed is then increased. gen. Approximately at the synchronization point of shaft 101 and spur gear 104 moves a. now 2nd gear What was said above for the right clutch applies now in the same way for the left clutch.

Bei der anderen Drehrichtung B werden die entsprechenden Schaltringe nach links verschoben. Der Schaltablauf läuft analog zu dem bisher Gesagten ab. With the other direction of rotation B, the corresponding switching rings are shifted to the left. The switching sequence is analogous to what has been said so far.

Claims

Protection claims

1. Gearbox with at least two synchronizable gears and with reversible with respect to the direction of rotation, provided with an idle position, designed as positive or non-positive clutches and preferably arranged on a single light-colored overrunning clutch, in particular gearbox with an upstream reversing gear and preferably for rail vehicles, characterized in that a separate such overrunning clutch (I to IV) is provided for each synchronizable gear.

2. Gearbox according to claim 1, characterized by a control device, which causes to switch from one to another of these synchronizable Gears only lowered the input speed, then the only one so far in power transmission-capable State of the freewheel clutch from the freewheel switch position to the idle switch position brought, then the one-way clutch associated with the gear to be engaged from Idle switch position in the freewheel switch position corresponding to the direction of rotation brought, eventually the input speed increased and with it the engagement of the preselected Ganges is brought about.

3. Gearbox according to claim 1, that the switching devices of the reversible overrunning clutches in known Vieise mutual blockages, preferably mechanical or electrical type, in such a way that only a single free clutch is capable of power transmission.