DE2808894A1 - Klauen-schaltgetriebe mit weichem gangwechsel fuer mittlere leistung - Google Patents

Description

• Klauen-Schaltgetriebe mit weichem Gangwechsel
• für mittlere Leistung Die Erfindung betrifft Zahnradwechselgetriebe entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches und bezieht sich insbesondere auf die Anwendung bei schweren MotorrädernO Schaltgetriebe mit Abveisklauen sind bekannt. Die einfachste Form ist das 2-Gang-Getriebe, bei dem der Gangwechsel mit einer einzigen Schaltmuffe erfolgt, deren Schaltzähne an den Enden entgegengesetzt angeschrägt sind, ebenso die Schaltklauen der beiden Schalträder. Durch die Isirlvung der Abweisklauen ist ein beliebiger Gangwechsel ohne Stöße möglich. Lediglich ein geringes Surren ist je nach Ausfühs rung hörbar.
• Um bei mehrgängigen Schaltgetrieben zwischen allen Gängen denselben guten Gangwechsel zu erreichen, ist aber ein beträchtlich höherer Aufwand nötig. Nur für den obersten und den untersten Gang ist je eine Schaltmuffe erforderlich0 Für die Zwischengänge werden aber jeweils zwei Schaltmuffen benötigt. Mir ein Schaltge triebe mit 5 Vorwärtsgängen wären zum Beispiel (2 x 1) + (3 x 2) = 8 Stück Schaltmuffen nötig! Weil dieser Aufwand enorm hoch ist, haben ausgeführte Schaltgetriebe meist eine geringere Anzahl von Schaltmuffen oder Schieberädern. Dadurch leidet aber die Fünktion des Getriebes. Es ist dann z.B. nur Zurückschalten in der einfachen Weise möglich, während z.B. das Aufwärtsschalten besonderer Sorgfalt bedarf .
• Wie die häufig in Lastwagen verwendeten sogenannten Verteilergetriebe mit 2-Gailgen beweisen, ist mittels Abweisklauen ein leichter Gangwechsel sogar ohne Auskuppeln der Hauptkupplung möglich, trotz der beträchtlichen Masse des Schwungrades des Motors.
• Hierbei lassen sich sehr scluielle Schaltungen erzielen, vor allem beim Zurückschalten, weil die A1iR;eisklauen wie ein Freilauf wirken, aber viel b3 3 liger siiid, weil ein Freilauf noch eine Überbrückungs-Kupplung benl;tigt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein mehrgängiges Schaltgetriebe zu schaffen, das mit geringem Aufwand alle Vorteile der 2-Gang-Ausführung ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird bei einem Schaltgetriebe der am Anfang des Hauptanspruchs genannten Gattung durch die Kennzeichen der im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
• Die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Weiterbildung ist in den Unteransprüchen aufgeführt.
• Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 hat den Vorteil, daß so wohl beim Aufwärts- wio auch beim Abwärts-Schalten die betreffenden unterschiedlichen Schalt zähne sich in Abweisrichtung berühren und somit stoß frei fassen, wenn der Gleichlauf erreicht wird, was auch ohne Ausrücken der Trennkupplung durch Gasgeben oder Drosseln vom Fahrer schnell bewirkt werden kann.
• Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache Herstellung der Wellen sowie eine leichte Montage, wobei die Welle im günstigsten Falle aus einem einzigen Teil bestehen kann und nicht aus einer Vielzahl von Teilen zusammengesetzt werden muß.
• Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 hat den Vorteil, einfach herstellbare, kompakte Zahnräder zu ergeben.
• Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 ergibt in vorteilhafter Weise einfach herstellbare Schaltgabeln, weil die 3 Zinken etwa in einer Ebene liegen und sich deshalb deren Rohteile gut durch Schmieden oder Pressen herstellen lassen.
• Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 hat den Vorteil, einen kleinen Durchmesser der Schaltwalze zu ergeben, weil sich beide Endlagen überdecken können.
• Die Weiterbildung gemäß Anspruch 7 verhindert in vorteilhafter, an sich bekannter Weise das Herausgehen des eingeschaltenen Ganges.
• Die Weiterbildung gemäß Anspruch 8 hat den'Vorteil, mit sehr geringem Aufwand in an sich bekannter Weise eine Schmierung zwischen Welle und Zahnrad zu ermöglichen.
• In den Zeichnungen ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel maßstäblich dargestellt.
• Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt am Umfang der Scllalffalze nach der Linie A-A der Fig. 2 als Abwicklung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch das gesamte Schaltgetriebe nach den Linien B-B der Fig. 3 und Teilschnitten nach den Linien C-C und D-D der gleichen Figur, im 3. Gang, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie E-E der Fig. 2, Fig. 4 eine Tabelle der Übersetzungen i für verschiedene Gänge, irel die Übersetzungen im Verhältnis zum obersten Gang und den Sprung fD dazwischen, Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie F-F der Fig. 2, Fig. 6 einen Teilschnitt nach der Linie GoG der Fig. 2, Fig. 7 einen Teilschnitt des Radsatzes nach der Linie B-B der Fig. 3.
• Anordnung Das Getriebe hat die Vorwärtsgänge 1 bis 5. Die Antriebswelle 6 wird von der nicht gezeigten Hauptkupplung angetrieben.
• Die Antriebswelle 6 und die Abtriebswelle 7 sind in den Lagern 8, 9, 10 und 11 in den beiden Gehäusehälften 12 und 13 drehbar gelahertz Beim untersten Gang ist die Verzahnung 14 fest auf der Antriebswelle 6 und beim obersten Gang ist das Zahnrad 15 fest auf der Abtriebswelle 7 angebracht. Alle anderen Zahnräder 16 bis 23 sind auf den Wellen 6 und 7 drehbar und längsverschiebbar angeord net. Diese Zahnräder haben innen jeweils hinterstoßene Schaltzähne 24 mit schrägen Stirnflächen 25. Ferner ist in den Nuten 26 jeweils ein Sprengring 27, der als Anschlag beim Schalten dient und der zur Welle etwas Luft hat. (Die Positionen 24 bis 27 sind einheitlich für alle Zahnräder gültig). Auf den Wellen 6 und 7 sind hinterstol3ene Schaltzähne 28 bis 35, die schräge Stirnflächen 36 haben. Die Antriebswelle 6 besteht aus zwei Teilen 37 und 38, die aufeinander gepreßt sind.
• Die vier Schaltgabeln 39, 40, 41 und 42 sind auf zwei Schaltstangen 43 und 44 längsbeweglich angeordnet und greifen mit ihren Zapfen 45 jeweils in die Nuten 46, 47, 48 und 49 der drehbaren Schaltwalze 50 ein. Diese rastet über den Nocken 519 die Kugel 52.
• und die Druckfeder 53 in den Gangstellungen ein0 In der Schalt walze 50 sind die Bolzen 54, über die mittels des Schalthebels 55 von der Fußschaltung her wie üblich geschalten wird0 Die Schalt gabeln 39 bis 42 haben de drei Zinken 569 57 und 58 D die wie er sichtlich in die jeweiligen Ringnuten 59 und 60 zweier Zahnräder eingreifen, die aber nicht von einem Radpaar sind.
• Zur Schmierung können am Gehäuse 12, 13 Ölfangtaschen 61 sein, wie Fig. 7 zeigt. Die zentrale Bohrung 62 ist vorn durch den angestauchten Bund 63 verengt, so daß das vom Rohr 64 zulaufende Öl zu den Querbohrungen 65 und so in die Zahnräder gelangt.
• Die Zahnräder haben normalerweise Geradverzahnung. Schrägverzahnung ist möglich, z.B. für den 5. Gang, wenn die Schaltzähne 31 und die am Zahnrad 19 schräg gestoßen sind.
• Wirlcungsweise In Fig. 2 ist der 3. Gang eingeschalten, weil beide Zahnräder 17 und 22 desselben eingedrückt sind. Am Durchmesser der nchaltzähne hat die Antriebswelle 6 die Umfangs geschwindigkeit U und die Abtriebswelle 7 die Geschwindigkeit w3. An dem oberen freien Zahnrad 18 des 4. Ganges ist sie v4 und am unteren freien Zahnrad 21 des 2. Ganges ist sie x2. Wie sich aus der relativen Größe dieser Geschwindigkeiten ergibt, kommen beim Einschalten in den nächsten, z.B. 2. oder 4. Gang die Schaltzähne stets so aneinander, daß ihre Schrägen abweisend wirken. Also z.B., wenn beim Abwärts schalten die Schaltwalze 50 die Schaltgabel 40 nach links bewegt, so daß das Zahnrad 17 ausrückt und anschließend das Zahnrad 21 des 2. Ganges einrückt. Oder z.B. beim Aufwärtsschalten, wenn sich die Schaltgabel 41 nach rechts bewegt, so daß das andere Zahnrad 22 des 3. Ganges ausrückt und das Zahnrad 18 des 4. Ganges einrückt.
• Der zum Einrücken erforderliche Gleichlauf wird durch die vom M ausgeübte Schaltkraft über die schrägen Stirnflächen 25 und 36 erzeugt. Falls das Fahrzeug eine nasse Hauptkupplung mit Lamellen hat, kann über deren Schleppmoment auch im ausgerückten Zustand durch etwas Gasgeben während des Abwärtsschaltens oder durch das Gaswegnehmen während des AufEfärtsschaltens der Schaltvorgang verlaürzt werden. Infolge der Freilaufwirkung der schrägen Stirnflächen 25 und 36 bzw. des exakten Fassens der Schalt zähne 24 bei Gleichlauf kann auch bei eingerückter Hauptliupplung der (Ianzechsel erfolgen. Beim Ausrüclcen des Ganges wird dabei entsprechend dosiert Gas gegeben. Durch anschließende Betätigung des Gashebels, wie beschrieben, kann der Schaltvorgang fast ohne Zugkraftunterbrechung sehr schnell erfolgen, vor allem beim Zurückschalten.
• Für das Einschalten des 1. Ganges aus der 0-Stellung sind die Verhältnisse grundsätzlich wie bei üblichen Motorradgetrieben mit Klauen und die Schaltzähne 32 dafür entsprechend stark ausgeführt.
• Die Sicherung des eingeschaltenen Ganges erfolgt durch die hinterstoßene Ausführung aller Schaitzähne 24 bzwe 28 bis 35. Als Anschlag dient der jeweilige Sprengring 27. Zusätzlich werden die Gänge noch in den Absätzen der Nuten 46 47, 48 und 49 der Schalt walze 50 fixiert.
• Vorteile Der Gangwechsel erfolgt ohne harte Geräuche oder Stöße.
• Höchstens ein leises Surren ist hörbar Infolge der exakten EvreilaufVirkung der abgeschrägten Schaltklauen kann der Gangwechsel auch ohne Ausrücken der Hauptkupplung erfolgen und geschieht sehr schnell, wenn der Fahrer dabei entsprechend das Gas betätigt, besonders beim Zuruckschaltene Die Dämpfer im-An- bzw. Abtrieb des Schaltgetriebes können kleiner sein und eventuell ganz entfallen.
• Andere Anwendungen und Ausführungen Außer der gezeichneten Ausführung für schwere Motorräder mit Fußschaltung wäre auch die Anwendung bei Lastkraftwagen oder Trak toren möglich, falls bei diesen eine Handschaltung mit entsprechen der Betätigung zugelassen würde. Ferner ist die Verwendung auch gut bei stationären Getrieben von Werkzeugmaschinen oder Getriebe-Motoren möglich. Falls die Übersetzung ins schnelle und in das langsame gleich groß ist, kann An- und Abtrieb vollkommen gleich sein, also wie im Beispiel für die Abtriebswelle 7 gezeichnet.
• Erfolgt das Einschalten des Aggregates nicht mit dem Getriebe, sondern mit dem (Elektro-)Motor, so kann die Hauptlcupplung entfallen und trotzdem (ohne Last) beliebig geschalten werden.
• Die Zahnräder haben normalerweise Geradverzahnung. Bei etwas ansteigenden Schaltzähnen 28 bis 35 können die Zahnräder 14 bis 23 mit etwas Schrägverzahnung ausgeführt sein0 Für starke Schrägverzahnung, z.B. im obersten Gang kann eine Schaltmuffe vorhanden sein. Ebenso bei Schaltgetrieben mit gleichachsiger An- und Abtriebswelle und parallelem Vorgelege.

Claims (8)

1. Patentansprüche Klauen-Schaltgetriebe mit weichem Gangecheel für mittlere Leistung ( 1.J Vielgängige6 Zahnradwechselgetriebe mit einer Schalteinrichtung zur fortlaufenden Schaltung der Gänge mittel Kurvenbahnen und mit Schaitgabeln, die in letztere und jeweils bei einem dauernd zumindest zum Teil miteinander kämmenden Radpaar in das Zahnrad eingreifen, welches auf der dazugehörigen Welle drehbar und längsverschiebbar zum Schalten ist, wobei die Welle und das jeweilige Zahnrad des Radpaares Schaltklauen besitzen, d a d u-r c h g e k e n n z e i c h n e t 9 daß höchstens die Radpaare (19, 15 und 14, 20) des obersten und untersten Ganges aus einem festen Zahnrad (15) oder einer festen Verzahnung (14) bestehen, die jeweils mit drehbaren längsverschiebbaren Zahnrädern (19, 20) mit Schaltklauen (24) kämmen, jedoch zumindest für die Zwischengänge bei jedem Radpaar beide Zahnräder (16,21/ 17, 22/ 18, 23) schaltbar sind, also Schaltklauen (24). haben und auf den Wellen (6, 7) längsverschiebbar und drehbar angeordnet sind, und letztere zugeordnete Schaltklauen (28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35) aufweisen, wobei fär jeden Gangwechsel eine Schaltgabel (39, 40, 41, 42) vorhanden ist, die normalerweise sowohl in eines der Antriebs Zahnräder (16, 17, 18 oder 19) wie auch in eines der Abtriebs-Zahnräder (20, 21, 22 oder 23) eingreifen, die jeweils von benachbarten Gängen sind.
2. 2. Zahnradwechselgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß diese Schaltklauen als Abweisklauen (24; 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35) mit schrägen Stirnflächen (25; 36) ausgeführt sind, die in der jeweiligen Drehrichtung in der Einschaltrichtung ansteigen
3. 3. Zahnradwechselgetriebe nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (6, 7) stufenförmige Absätze aufweisen und die Schaltklauen (28, 29, 30, 31 oder 32, 33, 34, 35) sich an der inneren Seite eines jeden Absatzes befinden und nicht über den nächsten Absatz hinausragen und am kleinsten Durchmesser ein Zahnrad (15) befestigt sein kann.
4. 4. Zahnradwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Schaltung dienenden Zahnräder (1g, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23), welche auf den Wellen (6, 7) drehbar und längsverschiebbar angeordnet sind, auf der einen Seite die Schaltklauen (24) und auf der anderen Seite außen eine Ringnut ( 59,60 ) jeweils haben.
5. 5. Zahnradwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaltgabel (39, 40, 41, 42) 3 Zinken (YC, 57,S) ) hat, mit denen sie in 2 Ringnuten (59,60 ) der Zahnräder eingreift. ~
6. 6. Zahnradwechselgetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenbahnen Nuten (46, 47, 48, 49) in einer schrittweise drehenden Schaltwalze (50) sind, die von der Rampe für den Gangwechsel ausgehend, für die jeweilige Endlage der Schaltgabel (39, 40, 41, 42) als Abschnitte einer Ringnut weiter verlaufen bis zum Ende.
7. 7. Zahnradwechselgetriebo nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltklauen (24; 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35) mit Hinterlegung ausgeführt sind, daher daß ihre Flanken in Einschaltrichtung abfallen, und in den Zahnrädern je ein Sprungring (27) in der mit einem Absatz versehenen inneren Ringnut (26) vorhanden ist.
8. 8. Zahnradwechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wellen (6 oder 7) eine zentrale Bohrung (6off) mit Querbohrungen (65) und einem nach innen ragenden Bund (6), der den Eingang verengt, arorhanden ist, und daß am Gehäuse (12 oder 13) eine Ölfangtasche (61) angebracht ist, von deren Grund eine Zuleitung, beispielsweise ein- Rohr (4), in den Eingang der zentralen Bohrung (62) über den Bund (63) hineinragt.