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Zahnräderwechsel- und -wendegetriebe. Gegenstand der Erfindung ist
ein Zahnrüderwechsel- und -wendegetriebe mit einem Hilfsgetriebe, das den Rädern
der einzuschaltenden Räderpaare des Hauptgetriebes vor der Einschaltung die jeweils
gewünschte Umfangsgeschivindigkeit erteilt.
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Nach der Erfindung sind auf der Achse des Schalthebels durch diesen
mitnehmbare Nockenscheiben angeordnet, deren Nocken zu Beginn der Bewegung des Schalthebels
das Hilfsgetriebe einschalten. Wenn durch das Hilfsgetriebe die gewünschte Umfangsgeschwindigkeit
der Räder des einzuschaltenden Paares hergestellt ist, schalten die Nocken das Hilfsgetriebe
wieder aus. Mit den Nokkenscheiben arbeiten drehbar gelagerte Zwischenhebel zusammen.
jede Nockenscheibe greift mit zwei Mitnehmern in Schlitze der Zwischenhebel ein.
Wenn die gewünschte Geschwindigkeit der Vorgelegewelle hergestellt ist, kommen die
Mitnehmer zur Anlage an den Enden der Schlitze in den Zwischenhebeln und rücken
mittels der Schaltstangen die gewünschte Übersetzung ein.
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Die neue Anordnung eignet sich zur Anwendung bei Wechsel- und Wendegetrieben,
bei denen zwei Wellen mit paarweise zusammenarbeitenden Zahnrädern versehen sind,
die durch einen Handhebel achsial verschoben werden, insbesondere für die üblichen
Getriebekasten von Kraftwagen, aber auch bei Getrieben, bei denen Kettenräder durch
Verschiebung einer Klauenkupplung von einer Antriebswelle aus in Tätigkeit gesetzt
werden. - Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Abb. i ist ein Grundriß eines Getriebekastens bekannter Bauart für
Motorwagen, der mit dem Hilfsgetriebe nach der Erfindung ausgerüstet ist.
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Abb. 2 ist eine Stirnansicht eines Teiles des Getriebes.
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Abb.3 ist eine Sonderansicht einer zum Hilfsgetriebe gehörigen Kupplung.
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Abb.4 ist eine Seitenansicht eines Teiles des Getriebes.
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Abb. 5 ist ein Schnitt nach der Linie X-Y der Abb. i.
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In dem Getriebekasten i befinden sich die anzutreibende Welle 2, das
Ende der Motorwelle 3 und die Zwischenwelle 4, die von der Motorwelle durch die
Zahnräder 1--, 8 angetrieben wird. Die Zwischenwelle 4 hat die üblichen Zahnräder
5, 6 und 7 zum Eingriff mit den Zahnrädern 9, 1o und i i der anzutreibenden Welle
2. Für den Rückwärtsgang sind auf einer besonderen Achse zwei Räder 71 und 72 vorgesehen.
Die Räder 9, i o und i i sind auf der Welle 2 achsial verschiebbar und werden durch
einen Handhebel 15 gesteuert. Dieser besorgt auch den unmittelbaren Gang, indem
er eine am Zahnrad i i befestigte Kupplungshälfte 39 mit einer zweiten, auf der
Welle 3 aufgekeilten Hälfte 40 in Eingriff bringt.
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I Im Getriebekasten ist eine Hilfswelle i 7 gelagert, die durch ein
Zahnrad 18 (Abb. 5 ) ständig mit dem Zahnrad i i der anzutreibenden Welle 2 gekuppelt
ist. Auf dem außerhalb des Getriebekastens liegenden Teil der Welle 17 befindet
sich ein Satz von Zahnrädern 20, 21, 22 und 23. Diesem steht ein entsprechender,
auf einer Buchse 48 auf einer Verlängerung 16 der Zwischenwelle 4 befestigter Satz
von Zahnrädern 24, 25, 26 und 27 gegenüber. Diese Zahnrädersätze mit ihrem Zubehör
bilden das Hilfsgetriebe. je zwei in einer Ebene liegende Zahnräder des Hilfsgetriebes
haben das gleiche übersetzungsverhältnis wie die zugehörigen Zahnräder des Hauptgetriebes.
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je zwei Räder des Hilfsgetriebes können durch ein Zwischenrad
31, 32, 33 und 34 in Verbindung gebracht werden (Abb. 4). Diese Räder sind
auf Hebeln 35, 36, 37 und 38 angebracht, die um eine Welle 3o drehbar gelagert sind.
Am freien Ende jedes Hebels greift ein um eine Welle 45 drehbarer, mit einem Lenker
41 versehener Winkelhebel 43 an. Die Winkelhebel 43 können durch Kabel 44 gedreht
werden, um eines der Zwischenräder mit dem zugehörigen Radsatzpaar in Eingriff zu
bringen, beispielsweise das Zwischenrad 31 mit den Zahnrädern 23 und 27. Um den
Eingriff zu erleichtern, kann man die Zahnräder 2o bis 23 federnd auf ihrer Welle
17 befestigen. Wird das Kabel 44 losgelassen, so zieht eine Feder 73, die
an einem Stift 46 befestigt ist, den betreffenden Winkelhebel 43 zurück.
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In dieser Weise werden sämtliche Zwischenräder mit den Rädern der
Zahnrädersätze außer Eingriff gebracht, wenn das betreffende Kabel losgelassen wird.
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Die Buchse 48, mit der die Räder 241 bis 27 auf der Welle 16 gelagert
sind, kann durch eine Kupplung 47 (Abb. 3) mit der Welle 16 gekuppelt werden. Auf
der Welle 16 ist ein Kegel 47 verschiebbar befestigt. Zwei Kupplungsklötze 12 i
(Abb. 3) sind um 1 Zapfen 122 an einem auf der Welle 16 befestigten Hebel 123 gelagert
und greifen mit
Stiften i 2o an dem Kegel 47 an, so daß eine Achsialverschiebung
des Kegels 47 die Klötze 121 gegen den Kranz 48' der Kupplung andrückt. Die Kupplung
wird durch einen Hebel 49 (Abb. 4) mit Rückstellfeder 51 gesteuert, an dem ein Kabel
5o angreift.
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Die Kabel 44 gehen von den Winkelhebeln 43 zu Hebeln 52, 53, 54 und
55, die um einen Zapfen 56 (Abb. i und 2) drehbar sind. Jeder Hebel trägt eine Rolle
57. Die Hebel werden durch Anschläge an Nockenscheiben 65, 66 gehoben, die durch
den Handhebel 15 in Bewegung gesetzt werden. Die beiden Nockenscheiben sind um einen
gemeinsamen Zapfen 70 (Abb. 2 und 5) drehbar und haben je zwei Nocken. Die Nocken
58 und 59 der Scheibe 65 arbeiten mit den Rollen 57 der Hebel 52 und 53, die Nocken
6o und 61 der Scheibe 66 mit den Rollen 57 der Hebel 54 und 55 zusammen. Am Ende
jedes der Hebel ist ein Kabel 44 befestigt, das zu einem der -\Vinkelhebel 43 führt.
Die Kabel laufen durch biegsame Röhren 159, die mit einem Ende an einer Platte 16o.
mit dem andern an einem Vorsprung 161 (Abb. 4) befestigt sind.
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Das Kabel 5o der Kupplung 47 geht ebenfalls durch eine solche Röhre
und ist an einem ebenfalls um den Zapfen 56 drehbaren Rahmen 62 befestigt. Dieser
trägt vier einstellbare Schrauben 64, deren jede einen Anschlag für einen der Hebel
52 bis 55 bildet. Wenn eine der Nockenscheiben 65, 66 einen der Hebel anhebt, um
das zugehörige Kabel 44 zu ziehen, wird der Rahmen 62 jedesmal mitgenommen.
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Die Drehung der Nockenscheiben 65 und 66 erfolgt durch eine Kurbel
98, 99 (Abb. i und 2), die mit dem Handhebel 15 gekuppelt und wie dieser achsial
verschiebbar ist. Ein an der Kurbel befestigter -Stift 96 greift je nach der Stellung
des Handhebels 15 in einen Ausschnitt 95 der Scheiben 65 oder 66, so daß diese jeweils
bei der Drehung des Handhebels mitgenommen werden.
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Die Nockenscheiben sind reit Stiften 8o und 81 versehen, die in Schlitze
82 und 83 zweier um einen gemeinsamen Zapfen 85 drehbarer Schwinghebel 84 greifen.
Die Schwinghebel erfassen Schieber 88 und 86, die mit Nasen 89 und 87 zur Verschiebung
der Zahnräder auf der anzutreibenden Welle 2 versehen sind. Die Schlitze 82 und
83 sind nach Kreisbögen gekrümmt, deren Mittelpunkt die Achse des Zapfens
70 ist. Infolgedessen werden bei einer Drehung des Hebels 15 die Schwinghebel
84 erst dann mitgenommen und die zugehörigen Schieber 88, 86 bewegt, wenn einer
der Stifte 8o oder 81 an das Ende seines Schlitzes gekommen ist. Wenn der Handhebel
15 gedreht wird, bleiben daher die Schieber 88 und 86 zunächst in Ruhe, während
die Nocken der in Drehung versetzten Scheibe 65 oder 66 einen der zugehörigen Hebel
52 bis 55 anheben und dadurch unter Vermittlung der Kabel 44 und Winkelhebel 43
eines der Zwischenräder 31 bis 34 in ein Zahnräderpaar der auf den Wellen 16 und
17 gelagerten Sätze einrücken. Erst wenn der Handhebel i5 so weit gedreht worden
ist, daß einer der Stifte 8o, 81 an das Ende seines Schlitzes gelangt ist, wird
das Hauptgetriebe eingestellt. Der tote Gang wird dadurch ausgeglichen, daß man
den Zapfen 85 der Schwinghebel 8.1 so nahe an dem Wege der Stifte 8o und 81 anordnet,
daß das an dem Schieber 88, 86 angreifende Ende des Schwinghebels 84 die zur Umschaltung
erforderliche Bewegungsfreiheit hat.
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Der Schieber 88 greift mit seiner Nase 89 an den zusammengefügten
Zahnrädern 9 und io auf der Welle 2 an. Je nach der Drehungsrichtung des Handhebels
15 wird das Zahnrad 9 mit dem Zahnrad 5 oder das Zahnrad i o mit dem Zahnrad 6 der
Zwischenwelle 4 in Eingriff gebracht. Der Schieber 86 bringt bei Drehung des Handhebels
15 in einer Richtung mittels seiner Nase 87 das Zahnrad i i der Welle 2 in Eingriff
mit dem Zahnrad 7 der Zwischenwelle 4, bei Drehung in entgegengesetzter Richtung
rückt er das Kupplungsglied 39 in das auf der Motorwelle 3 befestigte Kupplungsglied
40 ein.
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Zur Einschaltung des Rückwärtsganges ist eine dritte Nockenscheibe
94 auf dem Zapfen 7o angeordnet, die durch einen Schwinghebel 84 in der beschriebenen
Weise einen Schieber 9 i mit einer Nase 9o steuert. Zum Antrieb dieser dritten Nockenscheibe
ist auf der Kurbel 98, 99 ein zweiter Stift 97 vorgesehen, der ebenfalls in einen
Schlitz 95 der Nockenscheibe 94 greift. Die Kupplung zwischen dem dritten Schwinghebel
84 und seiner Nokkenscheibe 94 erfolgt durch Stifte 8o, 81 und Schlitze 82, 83,
wie beschrieben. Die Nocken-Scheibe 94 hat einen Nocken ioo (Abb. i), durch den
sie einen um den Zapfen 56 drehbaren Rahmen ioi anhebt. Dieser hat an seinem Querstück
io2 einen Anschlag io3, mittels dessen er den Hebel 52 erfaßt.
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Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise Der Handhebel 15
möge sich, wie Abb.2 zeigt, in seiner senkrechten Mittelstellung befinden. Um die
erste Geschwindigkeit einzuschalten, verschiebt man den Handhebel 15 1 achsial,
bis der Stift 96 der Kurbel 98, 99 im Einschnitt 95 der Nockenscheibe 65 steht.
Hierauf dreht man den Handhebel 15 nach links (Abb. i). Dadurch hebt der Nocken
59 den Hebel 53 an, der darauf mittels seines 1 Kabels 44 den zugehörigen Winkelhebel
43 dreht, worauf dieser mittels des Hebels 35
das Zwischenrad 3
i mit den Zahnrädern 23 und 27 in Eingriff bringt. Wenn der Wagen sich in Bewegung
befindet, läuft die Welle 2 um. Durch die Einschaltung des Zwischenrades 3 i wird
dem Zahnrad 5 auf der Zwischenwelle 4 die Umfangsgeschwindigkeit erteilt, mit der
das mit ihm in Eingriff zu bringende Rad 9 auf der Welle 2 umläuft. Dies erfolgt
mittels der Kupplung 47. Die Buchse 48 auf der Welle 16, die bereits mit der der
ersten Geschwindigkeit entsprechenden Geschwindigkeit umläuft, wird von dem Hebel
62, der die Kupplung 47 mittels des Kabels 5o einrückt, mit der Welle 16 gekuppelt.
Der Hebel 62 ist von dem Hebel 53 in der beschriebenen Weise mitgenommen worden.
Das Zahnrad 23 wird von der Welle 2 aus in Drehung versetzt, indem diese durch das
Zahnrad ii das Zahnrad 18 auf der Welle 17 antreibt. Wenn der Handhebel
15
so weit gedreht wird, daß die Nockenscheibe 65 mit dem Stift 8o das Ende
des Schlitzes 83 erfaßt, wird der Schwinghebel 84 gedreht und schiebt den Schieber
88 nach links (Abb. i), wodurch die Räder 9 und 5 der ersten Geschwindigkeitsstufe
eingeschaltet werden. Sobald der Nocken 59 die Rolle 57 des Hebels 53 freiläßt,
wird auch der zugehörige Winkelhebel 43 und die Kupplung 47 freigegeben, so daß
die Federn 73 und 5 i die Teile wieder in die alte Lage zurückbringen.
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Zum Einschalten der zweiten Geschwindigkeit wird der Handhebel 15
in gleicher achsialer Lage wie bei der ersten nach rechts gedreht. Nun hebt der
Nocken 58 der Nockenscheibe 65 den Hebel 52, wodurch das Zwischenrad 32 mit den
Rädern 22 und 26 in Eingriff gebracht und die Kupplung 47 eingeschaltet wird. Hierdurch
wird dem Zahnrad 6 der Zwischenwelle die gleiche Umfangsgeschwindigkeit erteilt,
die das Zahnrad io auf der Welle 2 hat. Durch weitere Drehung des Handhebels 15
wird das Rad i o mit dem Rad 6 in Eingriff gebracht und die zweite Geschwindigkeit
eingeschaltet.
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Zur Einschaltung der dritten Geschwindigkeit wird der Handhebel 15
achsial verschoben, bis der Stift 96 in den Schlitz 95 der Nockenscheibe 66 eingreift,
und darauf nach links gedreht, wodurch in der beschriebenen Weise zunächst dem Zahnrad
7 auf der Zwischenwelle 4 die gleiche Umfangsgeschwindigkeit erteilt wird, die das
Rad i i auf der anzutreibenden Welle 2 hat, und darauf die Räder 7 und i i in Eingriff
gebracht werden. Die vierte Geschwindigkeit wird eingeschaltet, indem man den Handhebel
15 nach rechts verschiebt, wobei die Nocken 61 und 6o der Nockenscheibe 66
in der gleichen Weise wie vorhin die Nocken 59 und 58 der Scheibe 65 mit den Hebeln
55 und 54 zusammenarbeiten. Zum Einrücken des Rückwärtsganges wird der Handhebel
15 achsial verschoben, bis der Stift 97 in den Schlitz 95 der Nockenscheibe 94 greift,
worauf durch die Nase 9o der Rückwärtsgang eingeschaltet wird, während gleichzeitig
durch den Nocken ioo und den Hebel 52 das Hilfsgetriebe für die zweite Geschwindigkeit
eingerückt wird.
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Das Hilfsgetriebe ist hier als ein Zahnrädergetriebe dargestellt,
doch kann man auch statt der Zahnräder Reibräder verwenden und die Kupplung 47 fortlassen.