DE278327C

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Publication number: DE278327C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

PATENTSCHRIFT

- Jig 278327 KLASSE AIh. GRUPPE

ALBERT AICHELE in BADEN, Schweiz.

Patentiert im Deutschen Reiche vom II. Februar 1913 ab.

Bekanntlich treten beim Umschalten von Zahnräderwechselgetrieben von einer Geschwindigkeit auf die nächste Stöße auf, die einmal von der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Schaltwelle und Vorgelegewelle und anderseits von. der Größe der auf der frei laufenden Welle rotierenden Massen herrühren, welche beim Umschalten beschleunigt oder verzögert werden. Man hat verschiedene Vorschläge zur Verminderung der Stoßwirkung gemacht, die zum Teil auf der Verringerung . der rotierenden Massen, beispielsweise der auf der Schaltwelle meist befestigten Kupplung, beruhen.

Diese Vorschläge haben jedoch alle nicht zum Ziele geführt, und daher hat man versucht, den Geschwindigkeitsübergang dadurch stoßfrei zu machen, daß man vor dem Einschalten der Vorgelegezahnräder mittels Reibräder annähernd das richtige Geschwindigkeitsverhältnis herstellt und erst dann die Vorgelegeräder einrückt. Aber infolge ihrer geringen Berührungsfläche nutzen sich die Reib- räder sehr rasch ab und werden unbrauchbar. Dieser Nachteil wird durch vorliegende Erfindung vermieden, welche ebenfalls ein völlig stoßfreies Umschalten gestattet, denn bei ihr bestehen die zu beschleunigenden Massen in einem einzigen flachen und leichten Rade.

Nach der Erfindung werden die Schalträder mit den Vorgelegerädern nicht unmittelbar in Eingriff gebracht, sondern sie werden über Hilfszahnräder eingerückt, welche lose auf der Welle sitzen und nur durch Rutschkupplungen o. dgl. mitgenommen werden. Da· ein solches Hilfsrad keine erheblichen Kräfte zu übertragen hat, kann es schmal und leicht gehalten werden; infolge seiner geringen Masse wird ihm daher momentan die Umfangsgeschwindigkeit des mit ihm in Eingriff gelangten Hauptzahnrades erteilt. Da die Reibungskräfte der Kupplung aber dem Hilfsrad die Drehzahl der Vorgelegewelle zu erteilen suchen, wird allmählich auch die Schaltwelle mitgenommen, bis die Umfangsgeschwindigkeit des Schaltrades etwa gleich der des betreffenden Vorgelegerades ist. Nunmehr kann das Schaltrad völlig stoßfrei in das Vorgelegerad eingerückt werden.

Die Figur stellt das in den Kasten α eingeschlossene Wechselgetriebe eines Automobils für vier Geschwindigkeiten dar. An die Schaltwelle b schließt sich. links die lösbare Kupplung an, welche diese Welle mit der (treibenden) Motorwelle verbindet. Rechts befindet sich die getriebene Welle c. Wie üblich, werden drei Geschwindigkeiten dieser Welle durch Zahnradübersetzung erzielt, während die größte Geschwindigkeit durch direkte Kupplung der Welle b mit der Welle c mittels der Klauenkupplung d, e erreicht wird. Bei den niedrigeren Geschwindigkeitsstufen wird eines der Schalträder f, g, h durch Verschieben auf dem vierkantigen Stück m der Schaltwelle δ mit dem entsprechenden Rad i, k oder I der Vorgelegewelle η in Eingriff gebracht, die dann ihre Geschwindigkeit durch die Zahnräder 0, p auf die getriebene Welle c überträgt. Will man beispielsweise von der Stufe g, k auf die Stufe h, I (also die kleinste Geschwindigkeit) um-

schalten, so wird zunächst die Motorkupplung (die links von δ zu denken ist) gelöst. Dann läuft die Vorgelegewelle η, angetrieben durch die Massenkraft des Fahrzeuges mit praktisch unverminderter Drehzahl, die der Übersetzung der Zahnräder o, p entspricht, weiter. Nun wird g von k weg nach links gerückt, aber auch die Welle b, m wird infolge der mit ihr verbundenen Massen der Motorkupplung, der Schalträder h, g, f mit ihren Muffen und der Kupplungshälfte d zunächst noch mit der vorhandenen, der Übersetzung g, k entsprechenden Drehzahl weiterlaufen. Würde man nun das Schaltrad h mit dem Vorgelegerad I zum Eingriff bringen, so würde der Schaltwelle b plötzlich die der Übersetzung h : I entsprechende größere Geschwindigkeit erteilt, was infolge der auf der Welle b, m sitzenden Massen mit einem starken Stoß verbunden sein würde. Erfindungsgemäß wird aber der Welle b, m vor der Einrückung der Räder h, I erst die dieser Übersetzung entsprechende Drehzahl erteilt. Dazu dient das Hilfszahnrad q, welches lose auf der Welle η sitzt und mittels der Feder t zwischen zwei Reibscheiben r_v r₂ gehalten wird; es hat den gleichen Durchmesser wie das Rad /. Das Hilfsrad q wird zunächst mit dem Schaltrad h in Eingriff gebracht; es wird sogleich die Umfangsgeschwindigkeit des Rades h annehmen und zwischen den Reibscheiben r_x und r₃ zuerst rutschen, dann aber allmählich diese mitnehmen und dem Rad h die höhere Geschwindigkeit, nämlich die Umfangsgeschwindigkeit des Rades/ erteilen. Ist das geschehen, so kann h völlig stoßfrei in I eingerückt werden. Wie dieses Räderpaar h, I, so sind auch die übrigen Räderpaare mit lose auf der Welle sitzenden und durch Reibscheiben mitgenommenen Hilfszahnrädern versehen; so gehört zu dem Räderpaar g, k das Hilfsrad S und zu dem Räderpaar f, i das Hilfsrad u. Auch für das Einrücken der Klauenkupplung d, e ist hier beispielsweise ein Hilfszahnrad w vorgesehen, das beim Über-

. schalten in einen Zahnkranz χ der Kupplungshalf te d eingreift. Der zur Mitnahme der Hilfszahnräder erforderliche Reibdruck wird durch die Federn t und υ geliefert.

Die Zahnbreite der Hilfsräder kann gering sein, da sie ja keine wesentliche Kraft zu übertragen haben. Auch ist es vorteilhaft, ihre Zahnlücken größer und ihre Zähne kleiner zu machen als diejenigen der Hauptzahnräder, so daß der Eingriff der Schalträder mit einem gewissen Spiel und deshalb leichter erfolgt.

Man kann nun noch weitergehen und den Übergang von einer Schaltstufe auf die folgende dadurch noch sanfter gestalten, daß man den Eingriff der Schalträder in die Hilfszahnräder als Zwischenstufen benutzt, indem man den Hilfsrädern eine Zähnezahl gibt, die von derjenigen der zugehörigen Hauptzahnräder abweicht. Der Unterschied darf natürlich nicht groß sein, sondern gerade so groß, daß beim Überschalten vom Hilfsrad auf das zugehörige Hauptrad kein Stoß mehr eintritt. Der Schaltwelle b, m wird dadurch beim Überschalten von einer Geschwindigkeitsstufe auf die andere von dem Hilfszahnrad eine Drehzahl gegeben, welche zwischen den beiden den Stufen entsprechenden Drehzahlen liegt. Beim Bau des Getriebes ist darauf zu achten, daß der Zwischenraum zwischen Haupt- und Hilfszahnrad (z. B. zwischen / und q) größer ist als die Breite des Schaltrades h, damit sich das Schaltrad ungehemmt in die richtige Eingriffsstellung von Zahn und Lücke drehen kann.

Statt die Hilfsräder auf die Vorgelegewelle η zu setzen, können sie beispielsweise auch auf der Schaltwelle m angebracht sein und müssen dann zugleich mit den Schalträdern verschoben werden. Die Hilfszahnräder w, χ können durch eine lose auf der Welle m oder c sitzende, nur durch Reibung mitgenommene Hilfskupplungshälfte ersetzt werden, welche vor dem Einrücken der Hauptkupplung d, e der Welle b, m die Drehzahl der Welle c erteilt. Überhaupt stellt die Figur nur ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dar, und andere Anordnungen, die das Merkmal der Erfindung enthalten, sind möglich.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Vorrichtung zur Vermeidung der Stoßwirkung beim Umschalten eines Zahnräderwechselgetriebes, gekennzeichnet durch lose auf einer der beiden Getriebewellen sitzende Hilfszahnräder, welche auf dem Einrückwege zwischen je zwei Geschwindigkeitsstufen zum Eingriff gelangen und, durch Rutschkupplungen o. dgl. mitgenommen, dem einzurückenden Schaltrade allmählich annähernd die Umfangsgeschwindigkeit desjenigen Vorgelegerades erteilen, welches mit dem Schaltrad in Eingriff gebracht werden soll.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Vorgelegerad ein Hilfszahnrad beigeordnet ist.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Geschwindigkeitsstufe, die durch direkte Kupplung der Schaltwelle mit der getriebenen Welle erreicht wird, ein besonderes Paar von Hilfszahnrädern vorgesehen ist, von denen mindestens eines durch eine Rutschkupplung mitgenommen wird.

4. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Geschwindigkeitsstufe, die durch direkte Kupplung der Schalt welle mit der getriebenen Welle erreicht wird, eine besondere Hilfskupplungshälfte vorgesehen wird, welche

durch eine Rutschkupplung mitgenommen wird.

5. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfszahnräder schmaler sind als die Hauptzahnräder, daß jedoch ihr Abstand von dem jeweils zugeordneten Hauptzahnrad größer ist als die Zahnbreite eines Hauptzahnrades.

6. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnlücken der Hilfszahnräder größer gemacht werden als die Zähne der in sie eingreifenden Vorgelegeräder, so daß der Eingriff mit vSpiel erfolgt.

7. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl der Hilfszahnräder von derjenigen der Hauptzahnräder um einen geringen Betrag abweicht, derart, daß das Hilfszahnrad der Schaltwelle eine Drehzahl erteilt, welche zwischen den beiden den Stufen entsprechenden Drehzahlen liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.