DE442132C

DE442132C - Change gears, especially for motor vehicles, with combined friction and dog clutches

Info

Publication number: DE442132C
Application number: DEM79209D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1927-03-23

Description

Das Patent 442 132 ist durch Urteil des Reichsgerichts v( 29. April 1931 dadurch teilweise für nichtig erklärt, daß der Patentanspruch folgende Fassung erhalten hat: Wechselgetriebe für Schienenkraftfahrzeuge, bei welchem das Schalten der Gänge durch kombinierte Reibungs- und Klauen. kupplung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die jeder Schalstufe zugeordnete Reibungskupplung vor dem Einschalten der zugehörigen Klauenkupplung durch eine hin- und hergehende Bewegung des beweglichen Kupplungsteils geschlossen und wieder ge. löst wird. Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit kombinierten Reibungs- und Klauenkupplungen. Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an Wechselgetrieben, besonders für schwere Kraftfahrzeuge, zur Erweiterung der Verwendungsmöglichkeit solcher Wechselgetriebe, und zwar betrifft die Verbesserung den Umschaltvorgang durch die -Anwendung einer an sich bekannten kombinierten Reibungs-und Klauenkupplung als Schaltorgan für die verschiedenen Übersetzungen.The patent 442 132 is by judgment of the Reichsgericht v (April 29th In 1931 it was partially annulled by the fact that the patent claim was amended as follows received: change gear for rail vehicles, in which the shift of the gears through combined friction and claws. coupling takes place, characterized that the friction clutch assigned to each switching stage before switching on the associated one Claw coupling by a reciprocating movement of the movable coupling part closed and closed again. is resolved. Change gears, in particular for motor vehicles, with combined friction and dog clutches. The invention relates to an improvement in gearboxes, especially for heavy vehicles, to expand the possibility of using such change gears, namely concerns the improvement of the switching process through the application of a known per se combined friction and claw clutch as a switching element for the various gear ratios.

Ein geräuschloses, d.h. stoßfreies Umschalten von Wechselgetrieben, welche, wie bei Kraftfahrzeugen, während des Laufes des Fahrzeuges geschaltet werden müssen, verursacht erhebliche Schwierigkeiten, weil die ineinanderzuschaltenden Teile mit verschiedenen Geschwindigkeiten umlaufen und .der Schaltende diese Geschwindigkeiten nur gefühlsmäßig oder, wenn die Schaltung unabhängig vom Gefühl des Fahrers, z. B. selbsttätig erfolgen soll, gar nicht im.Sinne einer Angleichung beeinflussen kann. Diese Schwierigkeiten treten besonders hervor, wenn es sich um starke Getriebe zur Übertragung großer Leistungen handelt, weil die größeren Massen bei hartem Schalten zu Brüchen führen würden. Aus diesen Gründen haben Schaltgetriebe mit starrem Eingriff der Schaltteile auf einigen Gebieten (z. B. schwere Eisenbahnfahrzeuge und Lokomotiven) keinen Eingang gefunden. Man hat in solchen Fällen Wechselgetriebe mit Reibungskupplungen oder Umlaufgetriebe oder Flüssigkeitsgetriebe verwendet. Diese Mittel sind aber teils durch die übertragbare Leistung in ihrer Anwendung begrenzt, teils bieten sie andere Schwierigkeiten und schlechtere Wirkungsgrade.A noiseless, i.e. shock-free switching of change gears, which, as in motor vehicles, are switched while the vehicle is running must causes considerable difficulties because the interconnected Parts rotate at different speeds and the switch end these speeds only emotionally or if the circuit is independent of the driver's feeling, e.g. B. should take place automatically, not affect in the sense of an adjustment can. These difficulties are particularly pronounced when the gears are powerful acts for the transmission of large powers, because the larger masses with hard switching would lead to breaks. For these reasons, gearboxes have rigid mesh the switching parts in some areas (e.g. heavy rail vehicles and locomotives) no entry found. In such cases, one has change gears with friction clutches or epicyclic gears or fluid gears are used. But these means are partly limited by the transferable service in their application, partly offer they have other difficulties and inferior efficiencies.

Man hat auch bereits kombinierte Reibungs- und Klauenkupplungen verwendet, bei denen zunächst die Reibungskupplung eingerückt und danach bei weiterem Bewegen der Schaltteile auch die Klattenkupplung geschlossen werden sollte. Das gelingt aber nur dann stoßfrei, wenn zufällig die Zähne und l Lücken der Klauenkupplung einander gegenüberstehen. Ist dies nicht der Fall, dann erschwert oder verhindert die fest geschlossene Reibungskupplung ein stoßfreies Einrücken der Klauenkupplung.Combined friction and claw clutches have also been used, in which the friction clutch is initially engaged and then with further movement of the switching parts and the clutch should also be closed. It works but only bumpless if the teeth and gaps of the claw coupling happen to be face each other. If this is not the case, then it is difficult or impossible the tightly closed friction clutch ensures a smooth engagement of the dog clutch.

Nun sind seit langer Zeit kombinierte Reibungs- und Klauenküppluigen bekannt, bei denen - zuerst die Reibungskupplung eingerückt und dann wieder geöffnet und nunmehr erst die Klauenkupplung eingeschaltet wird. Hierdurch können die geschilderten Übelstände vermieden werden. Gemäß der Erfindung wird daher eine solche kombinierte Reibungs- urid Klauenkupplung beim Wechselgetriebe für das Schalten der Gänge benutzt. Zu diesem Zweck sind die zu kuppelnden, Teile der verschiedenen Gänge zentral angeordnet und als Klauen mit kleiner Reibungskupplung ausgebildet. Beim Umschalten wird j edesmal zuerst die betreffende Reibungskupplung geschlossen. Diese beschleunigt oder verzögert die frei umlaufenden Getriebeteile, die geschaltet werden sollen, so, daß sie mit gleicher oder mindestens stark angenäherter Geschwindigkeit umlaufen wie die Gegenteile. Die nunmehr betätigte Klauenkupplung kommt dadurch stoßfrei oder mit ganz geringem Stoß zum Eingriff.For a long time now there have been combined friction and claw claws known in which - first the friction clutch is engaged and then opened again and only now the dog clutch is switched on. This allows the described Evils are avoided. According to the invention, therefore, such is combined Friction and dog clutch used in the change gearbox for shifting the gears. For this purpose, the parts of the various corridors to be coupled are arranged centrally and designed as claws with a small friction clutch. When switching, j Each time the relevant friction clutch is closed first. This accelerates or delays the freely rotating gear parts that are to be shifted, so that they revolve with the same or at least very similar speed like the opposite. The now actuated claw clutch comes without jolts or with a very small push to engage.

Die Zeichnung veranschaulicht eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung. Es ist ein Zahnr äderwechselgetriebe mit ¢ Schaltstufen im Längsschnitt dargestellt. Die Zahnräder b, c, e, f, ä, h, i; h sind unverschiebbar und in dauerndem Eingriff. Die verschiedenen Schaltstufen werden betätigt durch die mit kombinierten Reibungs- und Klauenlupplungen versehenen Schaltorganem, q, r, s, welche auf den Getriebewellen d und l verschiebbar, aber gegen Drehung durch Keile n gesichert angeordnet sind. Der Antrieb des Getriebes erfolgt von links her (Antrieb) durch einen Motor auf die Antriebswelle a, und zwar ist dieser Antrieb, wie bei Fahrzeugen üblich, durch eine (nicht dargestellte ) ausrückbare Reibungskupplung (im folgenden als Hauptkupplung bezeichnet) zu unterbrechen. Nach rechts (zur Achse) ist die Kardanwelle l fest gekuppelt mit der treibenden Achse des Fahrzeuges.The drawing illustrates an expedient embodiment of the invention. A gear change transmission with ¢ switching stages is shown in longitudinal section. The gears b, c, e, f, ä, h, i; h are immovable and in constant intervention. The different gear stages are actuated by the switching elements q, r, s, which are provided with combined friction and claw clutches, which are arranged on the gear shafts d and l so that they can be moved but are secured against rotation by wedges n. The transmission is driven from the left (drive) by a motor on the drive shaft a, and this drive can be interrupted, as is usual in vehicles, by a disengageable friction clutch (not shown) (hereinafter referred to as the main clutch). To the right (to the axle) the cardan shaft 1 is firmly coupled to the driving axle of the vehicle.

Die Kraftübertragung innerhalb des Getriebes findet folgendermaßen statt: i. S c h a 1 t s t u f e. Von Antriebswelle a über Vorgelegeräder b und c auf Vorgelegewelle cl. Durch Einrücken der Schaltkupplung r über die Zahnräder des i. Ganges i und 1L und die Schaltkupplung r auf die Kardanwelle 1.The power transmission within the transmission takes place as follows: i. S cha 1 tstuf e. From drive shaft a via countershaft gears b and c to countershaft cl. By engaging the clutch r via the gears of the i. Ganges i and 1L and the clutch r on cardan shaft 1.

2. Schaltstufe. Wie vorher von a über b, c, d nach Einrücken der Schaltkupplung s über diese (s) und die Räder des 2. Ganges g und h auf Kardanwelle 1. 2nd switching stage. As before from a via b, c, d after engaging the clutch s via this (s) and the wheels of 2nd gear g and h on cardan shaft 1.

3. Schaltstufe. Wie vorher von a. über b, c, (1 nach Einrücken der Schaltkupplung q über diese (q) und die Räder des 3. Ganges c und f auf Kardanwelle 1. 3rd switching stage. As before from a. via b, c, (1 after engaging the clutch q via this (q) and the wheels of 3rd gear c and f on cardan shaft 1.

S c h a 1 t s t u f e. Von Antriebswelle a nach Einrücken der Schaltkupplung des ¢. Ganges:nr über diese (m) direkt auf Kardanwelle 1.S c h a 1 t s t u f e. From drive shaft a after engaging the clutch of the ¢. Ganges: no via this (m) directly on cardan shaft 1.

Die Wirkung der Schaltorgane bei dem Einschalten eines Ganges ist folgende: Angenommen, das Fahrzeug fährt mit dem i. Gang. Es ist also die Schaltklaue von r eingerückt. Es soll umgeschaltet werden auf den 2. Gang. Wie üblich, wird zuerst der Motor durch Lösen der Hauptkupplung vom Getriebe abgekuppelt. Darauf wird die Klauenkupplung r des i. Ganges außer Eingriff gebracht. In diesem Zustand läuft das für den 2. Gang zu kuppelnde Zahnrad g sowie die Zahnräder h, f, e und Schaltkupplungen na und r-, da sie ja mit der Kardanwelle l verbunden sind, mit der Umdrehungszahl, welche der augenblicklichen Geschwindigkeit des Fahrzeuges (i. Gang) entspricht, «-eiter. Dagegen läuft die Schaltkupplung s einschließlich der mit ihr (s) verbundenen Getriebeteile d, c, b, a, q, i und k frei im Getriebekasten um, nur dem eigenen Beharrungsvermögen folgend. Die Umdrehungszahl des Zahnrades g entspricht der Obersetzung der 2. Stufe (h : g), ist also kleiner als die der Welle d und der Schaltkupplung s, die der Übersetzung der i. Stufe (k : i) entspricht. g ist mit der Gesamtmasse des Fahrzeuges starr verbunden, s, von Motor und Fahrzeug entkuppelt, nur mit der Masse der frei laufenden Getriebeteile d, c, b usw. Jetzt wird die Reibungskupplung des Schaltorganes s mit Zahnrad g gekuppelt, wodurch das Schaltorgan s und die Welle d mit den daranhängenden Massen c, b usw. auf die Drehzahl von g gebracht, in diesem Falle verzögert wird. Darauf wird die Reibungskupplung von s wieder gelöst und anschließend die Klauenkupplung von s praktisch stoßfrei zum Eingriff gebracht. Damit ist der 2. Gang eingeschaltet, und. durch das Ankuppeln des Motors mittels der Hauptkupplung wird das Fahrzeug auf die Geschwindigkeit der 2. Schaltstufe beschleunigt.The effect of the switching elements when a gear is switched on is as follows: Assuming the vehicle is driving with the i. Corridor. So the shifting claw of r is engaged. It should be switched to 2nd gear. As usual, the engine is first uncoupled from the gearbox by releasing the main clutch. Then the dog clutch r of the i. Ganges disengaged. In this state, the gear wheel g to be coupled for 2nd gear as well as the gear wheels h, f, e and clutches na and r-, since they are connected to the cardan shaft l, run at the number of revolutions corresponding to the current speed of the vehicle ( 1st gear) corresponds to, «-eiter. On the other hand, the clutch s including the gear parts d, c, b, a, q, i and k connected to it (s) rotate freely in the gear box, only following its own inertia. The number of revolutions of the gear wheel g corresponds to the ratio of the 2nd stage (h: g), so it is smaller than that of the shaft d and the clutch s, which corresponds to the ratio of the i. Level (k: i) corresponds. g is rigidly connected to the total mass of the vehicle, s, uncoupled from the engine and vehicle, only with the mass of the free-running gear parts d, c, b etc. the shaft d with the attached masses c, b etc. is brought to the speed of g, in this case it is decelerated. The friction clutch of s is then released again and then the claw clutch of s is brought into engagement with practically no impact. This means that 2nd gear is switched on, and. When the engine is coupled using the main clutch, the vehicle is accelerated to the speed of the 2nd gear stage.

In gleicher Weise vollzieht sich das Einschalten der anderen Schaltstufen durch die Betätigung der Schaltorgane q und in für den 3. und q.. Gang. In jedem Fall wird mit Hilfe der Reibungskupplung zuerst die Drehzahl der frei laufenden Getriebeteile der Drehzahl der gekuppelten angeglichen, worauf nach dem Lösen der Reibungskupplung das stoßfreie Einschalten der zugehörigen Klaue erfolgt.In the same way, the other switching stages are switched on by actuating the switching elements q and in for the 3rd and q .. gears. In any case, with the help of the friction clutch, the speed of the free-running gear parts is first adjusted to the speed of the coupled parts, whereupon the associated claw is switched on smoothly after the friction clutch is released.

Hieraus ist ersichtlich, daß ein ordnungsgemäßes, stoßfreies Einschalten eines jeden Ganges in beliebiger Wahl rein mechanisch ermöglicht ist, unabhängig von der Masse der Getriebeteile und unabhängig vom Feingefühl des Schaltenden.From this it can be seen that a proper, bumpless switch-on of each gear in any choice is made possible purely mechanically, independently on the mass of the gearbox parts and independent of the sensitivity of the shift operator.

Die Betätigung der Schaltung kann wie üblich durch Handhebel oder Fußhebel oder beides erfolgen. Ganz besonders eignet sich die Anordnung für selbsttätige -Schaltung irgendwelcher Art (elektrisch, pneumatisch, hydraulisch). In allen Fällen würde das Schaltorgan, z. B. va mittels Welle w, Hebel p und Schleifring o auf der Welle 1, verschoben werden, und zwar nach links angepreßt zur Betätigung der Reibungskupplung, nach rechts zum Einschalten der zugehörigen Klaue.The operation of the circuit can, as usual, by hand lever or Pedal or both. The arrangement is particularly suitable for automatic ones -Circuit of any kind (electrical, pneumatic, hydraulic). In all cases the switching element, z. B. va by means of shaft w, lever p and slip ring o on the Shaft 1 to be moved, namely pressed to the left to actuate the friction clutch, to the right to switch on the associated claw.

Die Reibungskupplung kann natürlich auch als Lamellen-, Backen- oder Bandkupplung ausgebildet sein sowie konstruktiv von der Klauenkupplung getrennt und unabhängig, z. B. durch ein zweites Gestänge, betätigt werden.The friction clutch can of course also be a lamellar, jaw or Belt coupling be designed and structurally separated from the claw coupling and independent, e.g. B. can be operated by a second linkage.

Claims

PATENT CLAIM: Change gears, especially for motor vehicles, in which the gears are shifted by a combined friction and dog clutch takes place, characterized in that the respective friction clutch before switching on the associated claw coupling by a reciprocating movement of the movable one Coupling part is closed and released again.