DE313709C

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Publication number: DE313709C
Application number: DENDAT313709D
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Description

und

Die Erfindung bezieht sich auf Wechselrädergetriebe und betrifft namentlich die Ausbildung und Anordnung der hierbei nötigen Kupplungen sowie deren Verbindung mit den durch sie ein- oder auszuschaltenden Getriebeteilen.

Für die Getriebe namentlich von Kraftfahrzeugen jeder Art bevorzugt man in neuerer. Zeit solche Bauarten, bei denen die Räder' ständig in Eingriff stehen und ohne jede eigene achsiale Verschiebung durch besondere Kupplungen wahlweise mit den teilweise freilaufenden Wellen gekuppelt werden. Bei solcher Anordnung lassen sich die einzelnen Räder aufs genaueste zentrieren. Auch ist die Abnutzung, der ständig in Eingriff befindlichen Zahnfianken viel geringer als bei Rädern, die nur zeitweilig gekuppelt werden und im Augenblick des Kuppeins starken Stoßen

ao an den eben in Eingriff gelangenden Zahn-* flankenenden ausgesetzt sind.

Doch hat diese Bauart auch einen namentlich bei raschlaufenden Getrieben nicht zu unterschätzenden Nachteil. ■ Die Getriebe-

*5 baulänge wird durch den der achsialen Klauentiefe entsprechenden zum Verschieben notwendigen ' Zwischenraum zwischen Radnabe und Kupplungskörper merklich vergrößert. Zunächst führt die größere Baulänge an sich zu Unbequemlichkeiten, wenn, wie z. B. bei Luftfahrzeuggetrieben, der Raum eng bemessen ist. Vor allem neigen aber längere Wellen eher zum Durchbiegen als kürzere,.und man mu£> daher bei gewünschter gleich starrer Lagerung aller Teile die langeren Wellen stärker und schwerer ausführen als kürzere. ,

-■ Die Erfindung sucht den erwähnten Mängeln abzuhelfen und ein Getriebe zu schaffen, das auch bei ständig in Eingriff stehenden achsial unverschiebbaren Rädern kürzeste Baulänge gestattet und dessen sämtliche Einzelteile weitestgehende Auswechselbarkeit sowie größte Genauigkeit mit der Möglichkeit einer Massenherstellung vereinen. Dies wird in erster Linie dadurch erreicht, daß die zur Verwendung gelangende Kupplung in zwei gegeneinander undrehbare ringartige Körper unterteilt ist, von denen der eine als Kupplungssitz dient und gegenüber der Welle unverschiebbar bleibt, während der andere aus einer auf dem Sitz verschiebbaren Kupplungsmuffe besteht. Nimmt man eine z. B. zwecks kantungsfreier Lagerung der entkuppelten Muffe notwendige Mindestlänge des Sitzes als vorhanden an, so sind gemäß der Erfindung die gegenseitigen Längen beider Kupplungsteile so gewählt, daß ihre dem zu kuppelnden Körper, z. B. Zahnrade, zugekehrten Stirnseiten im entkuppelten Zustande ohne Rücksicht auf die achsiale Klauentiefe wenigstens angenähert in einer Ebene liegen.

. Der zwischen den Naben zweier abwechselnd mit der Welle zu kuppelnden Räder liegende achsiale Raum braucht dann nicht größer zu sein als die zu einer sicheren Lage-

(2. Auflage, ausgegeben am J. September

rung der Kupplung nötige Sitzlänge beträgt. Der sonst zum Verschieben der Kupplung nötige Spielraum kann völlig wegfallen. Be-. sonders einfach gestaltet sich die Herstellung und Verwendung der Kupplung, wenn die Kupplungsmuffe aus einem innen verzahnten Ring besteht, der sich auf dem mit entsprechender Außenverzahnung versehenen Sitz verschieben läßt und in gekuppeltem Zustände mit dem über den Sitz herausragenden Teil'.seiner-Zähne in den entsprechend verzahnten Nabenteil des. zu kuppelnden Körpers, z. B. Zahnrades, eingreift..

Die größte Einfachheit im Aufbau des Getriebes und eine sehr erhebliche Verkürzung der gesamten Baulänge läßt sich erzielen, wenn sämtliche Kupplungsverzahnungen unter sich von gleicher Größe sind und mit der Verzahnung des Rades für direkten Eingriff überein-

ao stimmen. In diesem Falle kann man auch am leichtesten nicht nur die Kupplungen selbst, sondern auch die'durch sie zu kuppelnden Räder so ausbilden bzw. zusammensetzen, daß bei sämtlichen Klauen- bzw. Zahnkränzen, des gesamten Getriebes ein Durchhobeln oder Durchfräsen und Durchschleifen ermöglicht wird. Es könnten sogar ' beide Teile aus blankgezogenen Formstäben bzw. -röhren bestehen.

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindüngsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. ι und 2 im Achsialschnitt und Querschnitt ein unverschiebbares Räderpaar, von dem durch eine dazwischenliegende Kupplung wahlweise das eine oder andere Rad mit der gemeinschaftlichen Welle gekuppelt werden kann,

Fig. 3 einen in der Ebene der beiden Wellenachsen geführten Schnitt durch ein vierstufiges Kraftwagenwechselrädergetriebe mit zweisitzig verschiebbaren Kupplungen, und Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, bei der alle Kupplungen beim Einrücken nach ein und derselben Richtung zu • verschieben sind.

Das erste Ausführungsbeispiel zeigt in der Oberen Hälfte die bekannte Ausbildung der Kupplung und in der unteren Hälfte eine der Erfindung entsprechende Form, aus der die Unterschiede der Baulängen deutlich zu ersehen sind. Eine Welle A trägt zwei auf ihr unverschiebbare Zahnräder B und C. Beim Zahnrade B verlaufen die Kupplungsklauen b¹ wie die Zähne eines Rades mit Außenverzahnung. Beim Zahnrade C haben die Kupp^ lungskläuen c¹ die bisher meist gebräuchliche Form von zahnartigen Vorsprüngen der eigentlichen Radscheibe.

Zwischen _ den Rädern B und C ist bei der bekannten Ausführung 'ein einziger Kupplungskörper D mit den Klauen b¹ und c¹ entsprechenden Gegenklauen d¹ und d' verschiebbar auf der Welle A gelagert. Bei der aus der Fig. 1 ersichtlichen Mittelstellung des Kupplungskörpers ist der Zwischenraum zwischen diesem und den Naben b² bzw. c² der beiden Räder je gleich der achsialen Efstrekkung der Gegenklaue d¹ bzw. d'. Damit sich die Räder B und C nicht nach innen verschieben können, ist der zwischen ihnen liegende Teil der Welle etwas stärker gehalten als die Lagerstellen der Räder. Die achsiale Länge, des Kupplungskörpers D haben nur den 75 , für eineri guten Gleitsitz nötigen Mindestwert;

Bei der Ausführung entsprechend der Erfindung stimmt der Zwischenraum zwischen den beiden Rädern B und C mit der eben genannten Mindestlänge für den Kupplungsgleitsitz überein, ist also um die Summe der achsialen Längen der Gegenklauen d¹ und (/'kleiner als bei der Oben angegebenen Form. Der Zwischenraum wird durch einen zahnradartigen an den Nabeninnenseiten der Räder B und C gleitend anliegenden Kupplurigssitz E überbrückt. Der Kranz des gegenüber der Welle ^i unbeweglichen Sitzes £ stimmt, abgesehen von seiner achsialen Länge völlig mit dem Klauenkranze b¹ des Zahnrades B überein. . Den Kupplungssitz £ umschließt eine ihm gleich lange, ringartige, innen verzahnte Kupplungsmuffe F, deren Zahnkranz die Gegenform zum Zahnkranz des Sitzes E bildet und gleiche Zahnquerschnitte wie der Gegenklauenkranz d¹ der oben besprochenen Ausführung besitzt. Zum Eingriff mit den Klauen c¹ des Rades C bestimmte Gegenklauen F schneiden mit der Stirnwand der Muffe F ab, anstatt wie beim einheitlichen Kupplungskörper D darüber hinauszureichen.

Durch Verschieben der Muffe F auf dem Sitz E wird der völlig gleiche Erfolg erreicht, wie durch das Verschieben des einheitlichen Kupplungskörpers D gegenüber der Welle A. Der Abstand der Räder bzw. die Baulänge der Welle A aber ist unter sonst gleichen Verhältnissen um die Summe der Klauentiefen d¹ und d' der bekannten Ausführung verkleinert. Außerdem bedürfen die Räder B und C, da ihre Naben unmittelbar am Kupplungssitz E anliegen, keiner besonderen Sicherung gegen ein Verschieben nach innen. Stellt man das Zahnrad B in der aus der unteren Hälfte der Fig. ι in der durch die strichpunktierte Linie angedeuteten Weise zweiteilig her, derart, daß die eigentliche Radscheibe B unter Preßsitz auf den die Klauen b¹ tragenden nabenartigen Teil b² aufgezogen ist, so ergeben sich weitere Vorteile: denn bildet man den rechten Teil der Kupplung dann als Spiegelbild des

linken aus, so kann man sämtliche Kränze sowohl /der Räder wie der Kupplungsteile durch Durchhobeln oder Durchfräsen erzeugen und durch nachträgliches Durchschleifen größte Genauigkeit bei einfachster Herstellung erreichen. Man kann dann gegebenenfalls sogar die einander zugeordneten Einzelteile aus blankgezogenen Formstäben bzw. -röhren herstellen.

ίο Die Getriebe nach den Fig. 3 und 4 zeigen wie einfach der Gesamtaufbau in diesem Falle wird, einerlei, ob man für die Lagerung der undrehbaren Getriebeteile glatte Wellen mit Preßsitz oder Nutenwellen verwendet.

Bei dem vierstufigen Wechselrädergetriebe nach Fig. 3 sitzen auf zwei Wellen G und G' vier unverschiebbare Räderpaare H, H', J, J', K, K' und L, U. Die Räder H, J, K' und U sind starr mit den zugehörigen Wellen verbunden. Die Gegenräder H' und /' des ersten bzw. zweiten Ganges sowie die Räder K und L des dritten bzw. vierten Ganges laufen frei auf ihren Wellen. Zwei je nach beiden Seiten verschiebbare zwischen den Rädern K und L

as sowie//' und /'vorgesehene zweiteilige Kupplungen NN' und 00' ermöglichen durch Küppein des einen oder anderen freilaufenden Rades mit der zugehörigen Welle das Einstellen des gewünschten Ganges. Zwischen den Rädern X' und U ist noch eine dritte zweiteilige Kupplung PP' vorgesehen, deren entsprechend verlängerter. Kupplungssitz P, gleichzeitig als Antriebsrad für den Rückwärtsgang dient. Er ist freilaufend auf der Welle G' gelagert und steht in ständigem Eingriff mit dem einen Rade P" einer auf der Zeichnung nicht dargestellten Zwischenwelle, deren anderes ebenfalls nicht ' dargestelltes Rad dauernd mit dem Rade / des zweiten Ganges kämmt. Die Verzahnungen der Kupplungssitze N, O, P und der Nabenteile der . Räder K, H', J' und L' stimmen völlig überein mit der Verzahnung des Rades L. '■■ Die Zusammensetzung der Räder K, H', /' und L' aus je zwei Teilen ist so gewählt, daß auch bei den zur Kupplung dienenden Nabenzähnen ein Durchhobeln bzw. Durchfräsen möglich ist. , Die Zusammensetzung der zweiteiligen Räder erfolgt entgegen der durch Keile ange-

So deuteten Darstellung nach Fig. 3 zweckmäßig durch Preßsitz. Ebenso werden die gegenüber den Wellen dauernd undrehbaren Räder H, J, K' und L' sowie die Kupplungssitze N und O statt durch VerStiftung zweckmäßig mit Preßsitz auf den Wellen befestigt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem eben beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß statt zweiseitig verschiebbarer Kupplungen fünf, einseitig verschiebbare Kupplungen NN', PP', RR', SS' und TT' benutzt werden, deren Anwendung sich beispielsweise bei Druckknöpfsteuerungen empfiehlt.. Um das Getriebe besonders rasch auseinandernehmen zu können, sind ferner die Wellen G und G'. genutet und tragen Gleitbüchsen Q für die gegenüber den Wellen drehbaren Teile. In starrer Verbindung mit der zugehörigen Welle stehen die Räder H', J, K' und L' sowie die Kupplungssitze N und R. Die freilaufenden Räder H und /' des ersten und zweiten Ganges sind auf die entsprechend verlängerten Kupplungssitze 5" und T aufgepreßt. Diese Sitze Vermögen sich ebenso wie das freilaufende Rad K des dritten Ganges und der freilaufende, gleichzeitig als. Antriebsrad für den Rückwärtsgang dienende'Kupplungssitz P auf einer der .Gleitbüchsen Q zu drehen. Die Kupplungsmuffen N', P', R', S', T nehmen in der Figur je die rechte dem entkuppelten Zustände entsprechende Endstellung ein, in der die linke Stirnseite! mit der gleichen Stirnseite der Kupplungssitze N, P, R, S, T in einer Ebene-liegt. Die Verzahnungen bzw. Klauen der jeweilig links davon befindlichen Nabenteile der Räder L, L', K, J, K' stimmen wiederum völlig überein.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Kupplung, insbesondere für bei Fahrzeugen zur Verwendung kommende Wechselrädergetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß ihr verschiebbarer Teil aus einer Muffe besteht, die auf einem auf der Welle befestigten ringartigen Sitz undrehbar aber verschiebbar angeordnet ist, und daß die dem unverschiebbaren Kupplungsteile, z. B. einem im übrigen freilaufenden, zeitweilig zu. kuppelnden Rade zugekehrten Stirnseiten beider Ringkörper bei gegebener Mindestgleitlänge des Sitzes im entkuppelten Zustande ohne Rücksicht auf die achsiale Klaüentiefe wenigstens angenähert in einer mit der Stirnseite des unverschiebbaren Kupplungsteiles, also z. B. des im übrigen freilaufenden zeitweilig zu kuppelnden Rades bzw. der zugehörigen Radnabe zusammenfallenden Ebene liegen.
2. Mit ringartiger innen verzahnter Kupplungsmuffe versehene Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einem besonderen, ebenfalls ringartigen und mit entsprechender Außenverzahnung versehenen Sitz verschiebbare Kupplungsmuffe in gekuppeltem Zustande mit dem über den Sitz herausragenden Teile ihrer Zähne in den entsprechend verzahnten Nabenteil des zu kuppelnden Rades eingreift.
3. Für Fahrzeuge bestimmtes Wechsel- iao rädergetriebe mit Kupplungen nach Anspruch i,oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß sämtliche Kupplungsverzahnungen mit der Verzahnung des Rades für direkten Eingriff übereinstimmen, und daß nicht nur die Kupplungen, sondern auch die durch sie zu kuppelnden Räder in solcher Weise aus konzentrischen Einzelteilen zusammengesetzt sind,¹ daß bei sämtlichen Klauen und Zahnkränzen ein Durchs hobeln oder Durchfräsen bzw. Durchschleifen ermöglicht wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.